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JP2024139935A - Semiconductor device and power conversion device - Google Patents

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JP2024139935A
JP2024139935A JP2023050888A JP2023050888A JP2024139935A JP 2024139935 A JP2024139935 A JP 2024139935A JP 2023050888 A JP2023050888 A JP 2023050888A JP 2023050888 A JP2023050888 A JP 2023050888A JP 2024139935 A JP2024139935 A JP 2024139935A
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Japan
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die pad
semiconductor device
heat sink
exposed
grease
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Application number
JP2023050888A
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Japanese (ja)
Inventor
周平 高田
Shuhei Takada
純司 藤野
Junji Fujino
創一 坂元
Soichi Sakamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

To provide a technique capable of improving heat dissipation property while maintaining an insulation property in a semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device 100 comprises: a lead frame 3 that includes a die pad 5; a semiconductor element 1 that is mounted on a front surface in the die pad 5; a mold resin 6 that seals the semiconductor element 1 and the lead frame 3 in a state where a back surface on a side opposite to the front surface in the die pad 5 is exposed; and a heat sink 9 that is arranged via a grease 8 on a bottom surface where the back surface of the die pad 5 in the mold resin 6 is exposed. On the bottom surface where the back surface of the die pad 5 in the mold resin 6 is exposed, a projection part 7 whose tip end comes into contact with the heat sink 9 is provided. The projection part 7 is provided outside the die pad 5 without being overlapped with the die pad 5 in an upper surface view, and a distance between the die pad 5 and the projection part 7 is larger than a thickness of the grease 8.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、半導体装置および電力変換装置に関するものである。 This disclosure relates to semiconductor devices and power conversion devices.

フルモールド型の半導体装置では、半導体素子は、リードフレームから延伸したダイパッドに接合材によって接合されている。そして半導体素子とリードフレームは、ワイヤボンドによって電気的に接続されている。半導体装置内の各部品が短絡を生じないように、モールド樹脂によって封止されることで絶縁されている。 In a fully molded semiconductor device, the semiconductor element is bonded to a die pad extending from a lead frame using a bonding material. The semiconductor element and the lead frame are then electrically connected by wire bonds. Each component in the semiconductor device is sealed and insulated with molding resin to prevent short circuits.

基板に実装された半導体装置は、放熱のためにグリスを介してヒートシンクと接続されている。そのため、半導体素子から発生した熱は、半導体素子から接合材、ダイパッド、モールド樹脂、グリスを通り、ヒートシンクから外部へ放熱される。この放熱経路において、モールド樹脂は熱伝導率が他の部材と比べて低いため、半導体素子からヒートシンクまでの熱抵抗に影響しやすい。 The semiconductor device mounted on the board is connected to a heat sink via grease to dissipate heat. Therefore, heat generated by the semiconductor element passes from the semiconductor element through the bonding material, die pad, mold resin, and grease, and is dissipated from the heat sink to the outside. In this heat dissipation path, the mold resin has a lower thermal conductivity than other materials, so it is likely to affect the thermal resistance from the semiconductor element to the heat sink.

例えば、特許文献1には、ダイパッドの裏面をモールド樹脂から露出させることで放熱性を高めた装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a device that enhances heat dissipation by exposing the back surface of the die pad from the mold resin.

特開2010-50323号公報JP 2010-50323 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、上面視において、ダイパッドと重なる位置、つまり、ダイパッドの内側に、モールド樹脂とグリスとの界面が位置するため、絶縁距離を確保することができないという問題があった。 However, with the technology described in Patent Document 1, the interface between the mold resin and the grease is located at a position that overlaps with the die pad when viewed from above, that is, inside the die pad, so there is a problem in that it is not possible to ensure an insulation distance.

そこで、本開示は、半導体装置において、絶縁性を保ちながら、放熱性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。 The present disclosure therefore aims to provide a technology that can improve heat dissipation in a semiconductor device while maintaining insulation.

本開示に係る半導体装置は、ダイパッドを含むリードフレームと、前記ダイパッドにおける一方面に搭載された半導体素子と、前記ダイパッドにおける一方面とは反対側の他方面を露出させた状態で、前記半導体素子および前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する一方面にグリスを介して配置されたヒートシンクとを備え、前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する前記一方面には、先端が前記ヒートシンクと当接する突起部が設けられ、前記突起部は、上面視において、前記ダイパッドと重ならないように前記ダイパッドよりも外側に設けられ、前記ダイパッドと前記突起部との距離は前記グリスの厚みよりも大きい。 The semiconductor device according to the present disclosure comprises a lead frame including a die pad, a semiconductor element mounted on one side of the die pad, a molded resin that seals the semiconductor element and the lead frame with the other side of the die pad opposite to the one side exposed, and a heat sink arranged via grease on the one side of the molded resin where the other side of the die pad is exposed, the one side of the molded resin where the other side of the die pad is exposed has a protrusion whose tip abuts against the heat sink, the protrusion is arranged outside the die pad in a top view so as not to overlap the die pad, and the distance between the die pad and the protrusion is greater than the thickness of the grease.

本開示によれば、ダイパッドをモールド樹脂から露出させ、突起部により必要な厚みが確保されたグリスを介してダイパッドとヒートシンクとを接続することができるため、放熱性を向上させることができる。さらに、上面視において、モールド樹脂とグリスとの界面がダイパッドよりも外側に位置するため、絶縁距離を確保することができる。 According to the present disclosure, the die pad can be exposed from the molded resin and the die pad and heat sink can be connected via grease with the protrusions ensuring the required thickness, thereby improving heat dissipation. Furthermore, when viewed from above, the interface between the molded resin and the grease is located outside the die pad, ensuring an insulation distance.

以上より、半導体装置において、絶縁性を保ちながら、放熱性を向上させることができる。 As a result, it is possible to improve heat dissipation while maintaining insulation in a semiconductor device.

実施の形態1に係る半導体装置の断面図である。1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment; 実施の形態1に係る半導体装置のモールド時におけるモールド用金型の断面図である。4 is a cross-sectional view of a molding die during molding of the semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 実施の形態1に係る半導体装置の底面図である。1 is a bottom view of a semiconductor device according to a first embodiment; 実施の形態2に係る半導体装置の底面図である。FIG. 11 is a bottom view of a semiconductor device according to a second embodiment. 実施の形態3に係る半導体装置の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a fourth embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置の底面図である。FIG. 13 is a bottom view of a semiconductor device according to a fourth embodiment. 実施の形態4に係る半導体装置のモールド時におけるモールド用金型の断面図である。13 is a cross-sectional view of a molding die during molding of a semiconductor device according to a fourth embodiment. FIG. 実施の形態5に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。13 is a block diagram showing a configuration of a power conversion system to which a power conversion device according to a fifth embodiment is applied. FIG. 関連技術に係る半導体装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a related technique.

<実施の形態1>
<半導体装置の構成>
実施の形態1について、図面を用いて以下に説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体装置100の断面図である。
<First embodiment>
<Configuration of Semiconductor Device>
First Embodiment A first embodiment will be described below with reference to the drawings. Fig. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device 100 according to a first embodiment.

図1に示すように、半導体装置100は、リードフレーム3と、半導体素子1と、モールド樹脂6と、ヒートシンク9とを備えている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device 100 includes a lead frame 3, a semiconductor element 1, a molded resin 6, and a heat sink 9.

リードフレーム3は、ダイパッド5と、第1リード3bと、第2リード3aとを含んでいる。 The lead frame 3 includes a die pad 5, a first lead 3b, and a second lead 3a.

ダイパッド5は板状に形成されている。ダイパッド5は、上面視において、矩形状に形成されている。ダイパッド5は、第1リード3bと接続されている。 The die pad 5 is formed in a plate shape. When viewed from above, the die pad 5 is formed in a rectangular shape. The die pad 5 is connected to the first lead 3b.

第2リード3aは、ダイパッド5に対して第1リード3bとは反対側に配置されている。具体的には、図1において、第1リード3bは、ダイパッド5に対して右側に配置され、第2リード3aは、ダイパッド5に対して左側に配置されている。リードフレーム3の材料として、例えば、銅(Cu)が採用される。 The second lead 3a is disposed on the opposite side of the die pad 5 to the first lead 3b. Specifically, in FIG. 1, the first lead 3b is disposed on the right side of the die pad 5, and the second lead 3a is disposed on the left side of the die pad 5. The material of the lead frame 3 is, for example, copper (Cu).

ダイパッド5の一方面である表面には、接合材2によって半導体素子1が接合されている。接合材2として、導電性を有し、かつ、175℃付近の高温下において、材料が溶融しないように、鉛フリーはんだ、または銀(Ag)を含んだ焼結ペースト等、高温信頼性の高い接合材が採用される。 The semiconductor element 1 is bonded to one surface of the die pad 5 by a bonding material 2. The bonding material 2 is conductive and has high high-temperature reliability, such as lead-free solder or sintered paste containing silver (Ag), so that the material does not melt at high temperatures of around 175°C.

また、リードフレーム3の材料は銅(Cu)であり、接合材2との接合強度を高めるために銀(Ag)等でめっき処理されているが、図1では図示を省略している。 The lead frame 3 is made of copper (Cu) and is plated with silver (Ag) or the like to increase the bonding strength with the bonding material 2, but this is not shown in FIG. 1.

半導体素子1は、例えばスイッチング素子または整流素子として機能する素子である。スイッチング素子は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、またはMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等である。整流素子は、ダイオード素子である。 The semiconductor element 1 is an element that functions as, for example, a switching element or a rectifying element. The switching element is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). The rectifying element is a diode element.

半導体素子1を構成する材料は、例えばシリコン(Si)である。なお、半導体素子1を構成する材料は、シリコンに限定されず、例えば、炭化珪素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)、またはダイヤモンド(C)等のワイドバンドギャップ半導体材料であってもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料は、シリコンのバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する材料である。ワイドバンドギャップ半導体材料で構成される半導体素子1は、大電流を使用した動作、および高温環境下における動作等を行うことが可能になる。そのため、半導体素子1を構成する材料は、ワイドバンドギャップ半導体材料であることが好ましい。 The material constituting the semiconductor element 1 is, for example, silicon (Si). Note that the material constituting the semiconductor element 1 is not limited to silicon, and may be, for example, a wide band gap semiconductor material such as silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), or diamond (C). A wide band gap semiconductor material is a material that has a band gap wider than that of silicon. A semiconductor element 1 made of a wide band gap semiconductor material is capable of operating using a large current and in a high temperature environment. For this reason, it is preferable that the material constituting the semiconductor element 1 is a wide band gap semiconductor material.

半導体素子1と、第2リード3aおよび第1リード3bとは、それぞれワイヤ4a,4bにより電気的に接続されている。 The semiconductor element 1 is electrically connected to the second lead 3a and the first lead 3b by wires 4a and 4b, respectively.

ワイヤ4a,4bを構成する材料は、電気伝導率の高い銅(Cu)またはアルミニウム(Al)である。ワイヤ4a,4bの接続には、超音波接合が用いられる。 The wires 4a and 4b are made of copper (Cu) or aluminum (Al), which have high electrical conductivity. Ultrasonic bonding is used to connect the wires 4a and 4b.

モールド樹脂6は、ダイパッド5における表面とは反対側の他方面である裏面と、第2リード3aの先端側と、第1リード3bの先端側とを露出させた状態で、半導体素子1およびリードフレーム3を封止している。 The molded resin 6 seals the semiconductor element 1 and the lead frame 3, leaving the back surface, which is the other side of the die pad 5 opposite the front surface, the tip side of the second lead 3a, and the tip side of the first lead 3b exposed.

ヒートシンク9は、モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する一方面である底面にグリス8を介して配置されている。 The heat sink 9 is placed on the bottom surface of the molded resin 6, which is the surface on which the back surface of the die pad 5 is exposed, via grease 8.

また、モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面には、先端がヒートシンク9と当接する6つの突起部7が設けられている。 In addition, the bottom surface of the molded resin 6, where the back surface of the die pad 5 is exposed, is provided with six protrusions 7 whose tips abut against the heat sink 9.

ここで、突起部7の形成方法について簡単に説明する。図2は、実施の形態1に係る半導体装置100のモールド時におけるモールド用金型10の断面図である。 Here, we will briefly explain the method for forming the protrusion 7. Figure 2 is a cross-sectional view of the molding die 10 during molding of the semiconductor device 100 according to the first embodiment.

リードフレーム3のダイパッド5に半導体素子1が接合され、ワイヤボンドされた後、図2に示すように、熱硬化性を有するモールド樹脂6によりモールド用金型10の中で絶縁封止される。モールド用金型10は、上金型10aと下金型10bとで構成され、下金型10bの底面には6つの溝部11が設けられている。6つの溝部11にモールド樹脂6が注入されることによって6つの突起部7が形成される。各溝部11は、モールド後に取り出しやすいように円錐台の形状をしている。モールド樹脂6をモールド用金型10に注入する際、ダイパッド5は下金型10bの底面に押し付けられている。 After the semiconductor element 1 is joined to the die pad 5 of the lead frame 3 and wire-bonded, it is insulated and sealed in a molding die 10 by a thermosetting molding resin 6, as shown in FIG. 2. The molding die 10 is composed of an upper die 10a and a lower die 10b, and six grooves 11 are provided on the bottom surface of the lower die 10b. Six protrusions 7 are formed by injecting molding resin 6 into the six grooves 11. Each groove 11 has a truncated cone shape to make it easy to remove after molding. When the molding resin 6 is injected into the molding die 10, the die pad 5 is pressed against the bottom surface of the lower die 10b.

次に、突起部7について説明する。図3は、実施の形態1に係る半導体装置100の底面図である。 Next, the protrusion 7 will be described. Figure 3 is a bottom view of the semiconductor device 100 according to the first embodiment.

図3に示すように、6つの突起部7は、上面視において、ダイパッド5と重ならないように、ダイパッド5よりも外側に設けられている。具体的には、突起部7は、ダイパッド5の左右両側に3つずつ配置され、前後方向に間隔をあけて並んでいる。 As shown in FIG. 3, the six protrusions 7 are provided outside the die pad 5 in a top view so as not to overlap with the die pad 5. Specifically, the protrusions 7 are arranged three on each of the left and right sides of the die pad 5, and are spaced apart in the front-to-rear direction.

また、図1に示すように、グリス8は、半導体装置100とヒートシンク9との隙間を埋めるために、半導体装置100とヒートシンク9との間に塗布されている。グリス8は、モールド樹脂6の底面から各突起部7の先端までの距離と同じ厚さに塗布されている。 As shown in FIG. 1, grease 8 is applied between the semiconductor device 100 and the heat sink 9 to fill the gap between the semiconductor device 100 and the heat sink 9. The grease 8 is applied to a thickness equal to the distance from the bottom surface of the molded resin 6 to the tip of each protrusion 7.

各突起部7の先端がヒートシンク9と当接するように、モールド樹脂6とヒートシンク9が接続されている。このように接続されたことで、グリス8の厚みを一定に保つことができる。モールド樹脂6とヒートシンク9との接続方法には、ねじ止め方式が採用されている。モールド樹脂6の前後側部に設けられた上下方向に延びるねじ穴12a,12bからねじ(図示しない)を挿通することで、モールド樹脂6とヒートシンク9がねじ止めされている。 The molded resin 6 and the heat sink 9 are connected so that the tip of each protrusion 7 abuts against the heat sink 9. This connection allows the thickness of the grease 8 to be kept constant. A screw fastening method is used to connect the molded resin 6 and the heat sink 9. The molded resin 6 and the heat sink 9 are fastened with screws by inserting screws (not shown) through screw holes 12a, 12b extending in the vertical direction provided on the front and rear sides of the molded resin 6.

<関連技術との比較>
次に、実施の形態1と関連技術との比較について説明する。図10は、関連技術に係る半導体装置101の断面図である。
<Comparison with related technologies>
Next, a comparison between the first embodiment and the related art will be described below. Fig. 10 is a cross-sectional view of a semiconductor device 101 according to the related art.

図10に示すように、関連技術に係る半導体装置101は、フルモールド型半導体装置であり、実施の形態1に係る半導体装置100との相違点は、突起部7が設けられていない点と、ダイパッド5の裏面がモールド樹脂6から露出していない点である。 As shown in FIG. 10, the semiconductor device 101 according to the related art is a fully molded semiconductor device, and differs from the semiconductor device 100 according to the first embodiment in that it does not have a protrusion 7 and that the back surface of the die pad 5 is not exposed from the mold resin 6.

図示しないが、関連技術では、ダイパッド5を下金型10b内で浮かせた状態でモールド樹脂6が注入されている。この場合、モールド樹脂6の流動によって、ダイパッド5が上下方向に変形する。ダイパッド5が変形することにより、半導体素子1からヒートシンク9までの距離がバラつくため、放熱性が安定しなかった。 Although not shown, in related technology, the mold resin 6 is injected while the die pad 5 is suspended within the lower mold 10b. In this case, the flow of the mold resin 6 causes the die pad 5 to deform in the vertical direction. The deformation of the die pad 5 causes the distance from the semiconductor element 1 to the heat sink 9 to vary, resulting in unstable heat dissipation.

一方、実施の形態1では、ダイパッド5を下金型10bの底面に押し付けた状態でモールド樹脂6が注入されるため、モールド樹脂6の流動によって、ダイパッド5が上下方向に変形しない。そのため、半導体素子1からヒートシンク9までの距離が一定であり、放熱性が安定する。 In contrast, in the first embodiment, the mold resin 6 is injected while the die pad 5 is pressed against the bottom surface of the lower mold 10b, so the flow of the mold resin 6 does not cause the die pad 5 to deform in the vertical direction. As a result, the distance from the semiconductor element 1 to the heat sink 9 is constant, and heat dissipation is stable.

加えて、関連技術では、半導体素子1からヒートシンク9までの放熱経路は、半導体素子1、接合材2、ダイパッド5、モールド樹脂6、グリス8、ヒートシンク9となる。 In addition, in the related technology, the heat dissipation path from the semiconductor element 1 to the heat sink 9 is the semiconductor element 1, the bonding material 2, the die pad 5, the molded resin 6, the grease 8, and the heat sink 9.

これに対して、実施の形態1では、半導体素子1からヒートシンク9までの放熱経路は、関連技術の場合と比較してモールド樹脂6の層がない。モールド樹脂6は放熱経路における材料の中でも最も熱伝導率が低いため、放熱経路においてモールド樹脂6の層がなくなることにより、放熱性は格段に向上する。 In contrast, in the first embodiment, the heat dissipation path from the semiconductor element 1 to the heat sink 9 does not have a layer of molded resin 6, as compared to the related art. Since molded resin 6 has the lowest thermal conductivity of all the materials in the heat dissipation path, the elimination of the layer of molded resin 6 in the heat dissipation path significantly improves heat dissipation.

通常、モールド樹脂6からダイパッド5を露出させると、半導体素子1が通電したとき、半導体素子1とヒートシンク9との間の絶縁の役割を担っていたモールド樹脂6が存在しないため、短絡の原因となる。 Normally, when the die pad 5 is exposed from the mold resin 6, the mold resin 6 that acts as an insulator between the semiconductor element 1 and the heat sink 9 is no longer present when the semiconductor element 1 is energized, which can cause a short circuit.

実施の形態1では、モールド樹脂6が担っていた絶縁の役割をグリス8によって代替している。グリス8も絶縁性を有しているが、関連技術では、モールド樹脂6をヒートシンク9にねじ止めした際に、グリス8の厚さが薄くなるため、絶縁性が低下する。また、実施の形態1では、ねじ止めの際に、突起部7がスペーサーとして機能することにより、モールド樹脂6とヒートシンク9の平行度を保つことが可能である。 In the first embodiment, the insulating role played by the molded resin 6 is replaced by grease 8. Grease 8 also has insulating properties, but in related technology, when the molded resin 6 is screwed to the heat sink 9, the thickness of the grease 8 becomes thin, and the insulating properties decrease. In addition, in the first embodiment, when screwing, the protrusions 7 function as spacers, making it possible to maintain the parallelism of the molded resin 6 and the heat sink 9.

さらに、関連技術において、ねじ止めの際にグリス8の厚みを確保していたとしても、半導体装置が動作している間に薄くなってしまうことも考えられる。また、ダイパッド5をモールド樹脂6から露出させ、グリス8の代わりに絶縁シートを配置する場合もある。絶縁シートを用いた場合も、ねじ止めによって、絶縁シートの厚さが不均一になったり、薄くなることが想定され、放熱性と絶縁性が不安定になる。これに対して、実施の形態1では、上記のように、グリス8の厚みを一定に保つ効果がある。 Furthermore, in the related art, even if the thickness of the grease 8 is ensured when the screw is fastened, it is possible that the thickness may become thin while the semiconductor device is in operation. In some cases, the die pad 5 is exposed from the molded resin 6, and an insulating sheet is placed instead of the grease 8. Even when an insulating sheet is used, it is expected that the thickness of the insulating sheet may become uneven or thin due to the screw fastening, making the heat dissipation and insulation unstable. In contrast, in the first embodiment, as described above, there is an effect of keeping the thickness of the grease 8 constant.

<効果>
以上のように、実施の形態1では、半導体装置100は、ダイパッド5を含むリードフレーム3と、ダイパッド5における裏面に搭載された半導体素子1と、ダイパッド5における表面とは反対側の裏面を露出させた状態で、半導体素子1およびリードフレーム3を封止するモールド樹脂6と、モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面にグリス8を介して配置されたヒートシンク9とを備えている。モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面には、先端がヒートシンク9と当接する突起部7が設けられ、突起部7は、上面視において、ダイパッド5と重ならないようにダイパッド5よりも外側に設けられ、ダイパッド5と突起部7との距離はグリス8の厚みよりも大きい。
<Effects>
As described above, in the first embodiment, the semiconductor device 100 includes the lead frame 3 including the die pad 5, the semiconductor element 1 mounted on the back surface of the die pad 5, the molded resin 6 that seals the semiconductor element 1 and the lead frame 3 with the back surface opposite to the front surface of the die pad 5 exposed, and the heat sink 9 that is disposed via grease 8 on the bottom surface of the molded resin 6 where the back surface of the die pad 5 is exposed. The bottom surface of the molded resin 6 where the back surface of the die pad 5 is exposed is provided with a protrusion 7 whose tip abuts against the heat sink 9, and the protrusion 7 is provided outside the die pad 5 so as not to overlap with the die pad 5 in a top view, and the distance between the die pad 5 and the protrusion 7 is greater than the thickness of the grease 8.

したがって、ダイパッド5をモールド樹脂6から露出させ、突起部7により必要な厚みが確保されたグリス8を介してダイパッド5とヒートシンク9とを接続することができるため、放熱性を向上させることができる。さらに、上面視において、モールド樹脂6とグリス8との界面がダイパッド5よりも外側に位置するため、絶縁距離を確保することができる。 As a result, the die pad 5 can be exposed from the molded resin 6, and the die pad 5 and the heat sink 9 can be connected via the grease 8 with the necessary thickness ensured by the protrusions 7, improving heat dissipation. Furthermore, in top view, the interface between the molded resin 6 and the grease 8 is located outside the die pad 5, ensuring an insulation distance.

以上より、半導体装置100において、絶縁性を保ちながら、放熱性を向上させることができる。 As a result, the semiconductor device 100 can improve heat dissipation while maintaining insulation.

<実施の形態2>
次に、実施の形態2に係る半導体装置100について説明する。図4は、実施の形態2に係る半導体装置100の底面図である。なお、実施の形態2において、実施の形態1で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<Embodiment 2>
Next, a semiconductor device 100 according to a second embodiment will be described. Fig. 4 is a bottom view of the semiconductor device 100 according to the second embodiment. Note that in the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

実施の形態1では、突起部7は6つ設けられていたのに対して、図4に示すように、実施の形態2では、突起部7は4つ設けられている。具体的には、突起部7は、ダイパッド5の左右両側に2つずつ配置され、前後方向に間隔をあけて並んでいる。 In the first embodiment, six protrusions 7 are provided, whereas in the second embodiment, as shown in FIG. 4, four protrusions 7 are provided. Specifically, the protrusions 7 are arranged two on each of the left and right sides of the die pad 5, and are spaced apart in the front-to-rear direction.

実施の形態1では、モールド樹脂6をヒートシンク9にねじ止めした際の撓みを抑制するために突起部7が6つ設けられていた。しかし、モールド樹脂6のサイズまたは形状によっては、ねじ止めした際の撓みが小さい場合がある。この場合、突起部7の個数を4つに減らすことができる。 In the first embodiment, six protrusions 7 are provided to suppress bending when the molded resin 6 is screwed to the heat sink 9. However, depending on the size or shape of the molded resin 6, the bending when screwed may be small. In this case, the number of protrusions 7 can be reduced to four.

以上のように、実施の形態2では、突起部7を4つに減らしたことで、実施の形態1の場合よりも、モールド樹脂6の削減、および製造工程の簡略化を実現することができる。 As described above, in the second embodiment, by reducing the number of protrusions 7 to four, it is possible to reduce the amount of molded resin 6 and simplify the manufacturing process compared to the first embodiment.

<実施の形態3>
次に、実施の形態3に係る半導体装置100について説明する。図5は、実施の形態3に係る半導体装置100の断面図である。なお、実施の形態3において、実施の形態1,2で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<Third embodiment>
Next, a semiconductor device 100 according to a third embodiment will be described. Fig. 5 is a cross-sectional view of the semiconductor device 100 according to the third embodiment. Note that in the third embodiment, the same components as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図5に示すように、実施の形態3では、実施の形態1に対して、ヒートシンク9には、それぞれ6つの突起部7と嵌合する6つの凹部13が設けられている点が異なる。 As shown in FIG. 5, the third embodiment differs from the first embodiment in that the heat sink 9 has six recesses 13 that fit into the six protrusions 7, respectively.

6つの凹部13は、ヒートシンク9における6つの突起部に対向する箇所にそれぞれ設けられている。各凹部13は、各突起部7と嵌合したとき、グリス8の厚みが実施の形態1の場合よりも薄くならないような深さに設定されている。モールド樹脂6をヒートシンク9に取り付ける際、それぞれ6つの凹部13に6つの突起部7を嵌合させた状態でねじ止めを行う。なお、凹部13の個数は、突起部7の個数に合わせて変更可能である。例えば、実施の形態2のヒートシンク9に凹部13を設ける場合、凹部13は4つ設けられる。 The six recesses 13 are provided at locations facing the six protrusions on the heat sink 9. Each recess 13 is set to a depth such that when fitted with each protrusion 7, the thickness of the grease 8 does not become thinner than in the first embodiment. When attaching the molded resin 6 to the heat sink 9, the six protrusions 7 are fitted into the six recesses 13, respectively, and then screwed in place. The number of recesses 13 can be changed to match the number of protrusions 7. For example, when recesses 13 are provided in the heat sink 9 of the second embodiment, four recesses 13 are provided.

以上のように、実施の形態3では、ヒートシンク9には、突起部7と嵌合する凹部13が設けられている。したがって、モールド樹脂6とヒートシンク9との位置決めを簡易かつ精度よく行うことができる。 As described above, in the third embodiment, the heat sink 9 is provided with a recess 13 that fits with the protrusion 7. This allows the molded resin 6 and the heat sink 9 to be positioned easily and accurately.

さらに、突起部7と凹部13とを嵌合させることで、位置ずれを抑制できる。位置ずれを抑制できるため、実施の形態1の場合と比べて、モールド樹脂6をヒートシンク9に取り付ける際のねじ止めのトルクを小さくすることができる。半導体装置100では、モールド樹脂6とリードフレーム3との線膨張係数の違いにより反りが発生し、ねじ止めの際に加わる曲げ荷重により、モールド樹脂6およびその内部に封止されている部品が破壊する可能性がある。実施の形態3の場合、ねじ止めのトルクを小さくすることができるため、上記の曲げ破壊が発生しにくくなる。 Furthermore, by fitting the protrusion 7 and the recess 13, misalignment can be suppressed. Since misalignment can be suppressed, the torque required for screwing the molded resin 6 to the heat sink 9 can be reduced compared to the first embodiment. In the semiconductor device 100, warping occurs due to the difference in the linear expansion coefficient between the molded resin 6 and the lead frame 3, and the molded resin 6 and the components sealed therein may be destroyed by the bending load applied during screwing. In the third embodiment, the torque required for screwing can be reduced, making the above-mentioned bending destruction less likely to occur.

加えて、半導体装置100が高温下で動作する場合、モールド樹脂6とリードフレーム3との間で熱応力も発生する。熱応力によりモールド樹脂6とリードフレーム3との間に剥離が発生し、その部分から吸湿することで、短絡の原因になる。実施の形態3では、上記のように、ねじ止めのトルクを小さくすることができるため、短絡のリスクを軽減することができる。 In addition, when the semiconductor device 100 operates at high temperatures, thermal stress also occurs between the molded resin 6 and the lead frame 3. The thermal stress causes peeling between the molded resin 6 and the lead frame 3, and moisture is absorbed from this area, which causes a short circuit. In the third embodiment, as described above, the screw torque can be reduced, thereby reducing the risk of a short circuit.

<実施の形態4>
次に、実施の形態4に係る半導体装置100について説明する。図6は、実施の形態4に係る半導体装置100の断面図である。図7は、実施の形態4に係る半導体装置100の底面図である。図8は、実施の形態4に係る半導体装置100のモールド時におけるモールド用金型10の断面図である。なお、実施の形態4において、実施の形態1~3で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a semiconductor device 100 according to a fourth embodiment will be described. Fig. 6 is a cross-sectional view of the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment. Fig. 7 is a bottom view of the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment. Fig. 8 is a cross-sectional view of the molding die 10 when molding the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment. Note that in the fourth embodiment, the same components as those described in the first to third embodiments are given the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.

図6と図7に示すように、実施の形態4では、実施の形態1に対して、6つの突起部7に代えて、先端がヒートシンク9と当接する段差部14が設けられている点が異なる。 As shown in Figures 6 and 7, the fourth embodiment differs from the first embodiment in that, instead of the six protrusions 7, a step portion 14 is provided whose tip abuts against the heat sink 9.

段差部14は、モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面に、ダイパッド5の周囲を囲み、かつ、上面視において、ダイパッド5と重ならないようにダイパッド5よりも外側に設けられている。具体的には、段差部14は、モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面の外縁部に渡って設けられている。また、ダイパッド5と段差部14との距離はグリス8の厚みよりも大きい。 The step portion 14 is provided on the bottom surface of the molded resin 6 where the back surface of the die pad 5 is exposed, surrounding the periphery of the die pad 5 and being located outside the die pad 5 so as not to overlap with the die pad 5 in a top view. Specifically, the step portion 14 is provided across the outer edge of the bottom surface of the molded resin 6 where the back surface of the die pad 5 is exposed. In addition, the distance between the die pad 5 and the step portion 14 is greater than the thickness of the grease 8.

図8に示すように、下金型10bの底面には、上面視において矩形枠状の溝部15が設けられている。溝部15にモールド樹脂6が注入することによって段差部14が形成される。モールド樹脂6をモールド用金型10に注入する際、ダイパッド5は下金型10bの底面に押し付けられている。 As shown in FIG. 8, the bottom surface of the lower die 10b is provided with a groove 15 that is shaped like a rectangular frame when viewed from above. A step 14 is formed by injecting molding resin 6 into the groove 15. When the molding resin 6 is injected into the molding die 10, the die pad 5 is pressed against the bottom surface of the lower die 10b.

図6に示すように、実施の形態1の場合と同様に、モールド樹脂6とヒートシンク9との間にグリス8が塗布され、モールド樹脂6がヒートシンク9にねじ止めされる。このとき、モールド樹脂6によって形成された段差部14により、グリス8の厚みを一定に保つことができる。 As shown in FIG. 6, grease 8 is applied between the molded resin 6 and the heat sink 9, and the molded resin 6 is screwed to the heat sink 9, as in the first embodiment. At this time, the step 14 formed by the molded resin 6 allows the thickness of the grease 8 to be kept constant.

以上のように、実施の形態4では、半導体装置100は、ダイパッド5を含むリードフレーム3と、ダイパッド5における表面に搭載された半導体素子1と、ダイパッド5における表面とは反対側の裏面を露出させた状態で、半導体素子1およびリードフレーム3を封止するモールド樹脂6と、モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面にグリス8を介して配置されたヒートシンク9とを備えている。モールド樹脂6におけるダイパッド5の裏面が露出する底面には、先端がヒートシンク9と当接し、かつ、ダイパッド5の周囲を囲む段差部14が設けられ、段差部14は、上面視において、ダイパッド5と重ならないようにダイパッド5よりも外側に設けられ、ダイパッド5と段差部14との距離はグリス8の厚みよりも大きい。 As described above, in the fourth embodiment, the semiconductor device 100 includes a lead frame 3 including a die pad 5, a semiconductor element 1 mounted on the front surface of the die pad 5, a molded resin 6 that seals the semiconductor element 1 and the lead frame 3 with the rear surface opposite to the front surface of the die pad 5 exposed, and a heat sink 9 that is disposed via grease 8 on the bottom surface of the molded resin 6 where the rear surface of the die pad 5 is exposed. The bottom surface of the molded resin 6 where the rear surface of the die pad 5 is exposed has a step portion 14 whose tip abuts against the heat sink 9 and surrounds the periphery of the die pad 5, and the step portion 14 is disposed outside the die pad 5 in a top view so as not to overlap with the die pad 5, and the distance between the die pad 5 and the step portion 14 is greater than the thickness of the grease 8.

したがって、実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。さらに段差部14は、ダイパッド5の周囲を囲んでいるため、ダイパッド5とヒートシンク9とが接続された後、グリス8が上面視において段差部14の外側へ漏れ広がることを抑制できる。 Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, since the step portion 14 surrounds the periphery of the die pad 5, it is possible to prevent the grease 8 from leaking and spreading outside the step portion 14 when viewed from above after the die pad 5 and the heat sink 9 are connected.

半導体装置100は、振動を発生する機械または装置に使用される場合がある。グリス8が振動によって外部に濡れ広がると、実施の形態1では、モールド樹脂6とヒートシンク9との間に空隙ができる。その空隙により半導体素子1から発生する熱をヒートシンク9へ効率的に伝えることができず、放熱性が低下する可能性がある。さらに、実施の形態1では、グリス8は絶縁の役割を担っているため、空隙ができるとそこで部分放電が起こる可能性がある。これに対して、実施の形態4では、上記のように、ダイパッド5とヒートシンク9とが接続された後、段差部14によってグリス8が上面視において段差部14の外側へ漏れ広がることを抑制できるため、放熱性の低下および部分放電の発生を抑制することが可能となる。 The semiconductor device 100 may be used in a machine or device that generates vibration. In the first embodiment, when the grease 8 spreads to the outside due to vibration, a gap is formed between the mold resin 6 and the heat sink 9. The gap prevents the heat generated by the semiconductor element 1 from being efficiently transferred to the heat sink 9, and the heat dissipation performance may be reduced. Furthermore, in the first embodiment, since the grease 8 plays an insulating role, when a gap is formed, partial discharge may occur there. In contrast, in the fourth embodiment, as described above, after the die pad 5 and the heat sink 9 are connected, the step portion 14 can prevent the grease 8 from leaking and spreading to the outside of the step portion 14 when viewed from above, so that it is possible to suppress the reduction in heat dissipation performance and the occurrence of partial discharge.

<実施の形態5>
本実施の形態は、上述した実施の形態1~4に係る半導体装置100を電力変換装置200に適用したものである。実施の形態1~4に係る半導体装置100の適用は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態5として、三相のインバータに実施の形態1~4に係る半導体装置100を適用した場合について説明する。
<Fifth embodiment>
In this embodiment, the semiconductor device 100 according to the above-mentioned first to fourth embodiments is applied to a power conversion device 200. Although the application of the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments is not limited to a specific power conversion device, hereinafter, as a fifth embodiment, a case where the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments is applied to a three-phase inverter will be described.

図9は、実施の形態5に係る電力変換装置200を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。 Figure 9 is a block diagram showing the configuration of a power conversion system that uses a power conversion device 200 according to embodiment 5.

図9に示す電力変換システムは、電源400、電力変換装置200、負荷300から構成される。電源400は、直流電源であり、電力変換装置200に直流電力を供給する。電源400は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路やAC/DCコンバータで構成することとしてもよい。また、電源400を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するDC/DCコンバータによって構成することとしてもよい。 The power conversion system shown in FIG. 9 is composed of a power source 400, a power conversion device 200, and a load 300. The power source 400 is a DC power source and supplies DC power to the power conversion device 200. The power source 400 can be composed of various things, for example, a DC system, a solar cell, or a storage battery, or it may be composed of a rectifier circuit connected to an AC system or an AC/DC converter. The power source 400 may also be composed of a DC/DC converter that converts the DC power output from the DC system into a specified power.

電力変換装置200は、電源400と負荷300の間に接続された三相のインバータであり、電源400から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷300に交流電力を供給する。電力変換装置200は、図9に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路201と、主変換回路201を制御する制御信号を主変換回路201に出力する制御回路203とを備えている。 The power conversion device 200 is a three-phase inverter connected between the power source 400 and the load 300, converts DC power supplied from the power source 400 into AC power, and supplies the AC power to the load 300. As shown in FIG. 9, the power conversion device 200 includes a main conversion circuit 201 that converts DC power into AC power and outputs it, and a control circuit 203 that outputs a control signal to the main conversion circuit 201 to control the main conversion circuit 201.

負荷300は、電力変換装置200から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷300は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。 The load 300 is a three-phase motor driven by AC power supplied from the power conversion device 200. Note that the load 300 is not limited to a specific use, but is a motor mounted on various electrical devices, and is used, for example, as a motor for hybrid cars, electric cars, railroad cars, elevators, or air conditioning equipment.

以下、電力変換装置200の詳細を説明する。主変換回路201は、スイッチング素子(図示せず)と還流ダイオード(図示せず)を備えており、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源400から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷300に供給する。主変換回路201の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路201は2レベルの三相フルブリッジ回路であり、6つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された6つの還流ダイオードから構成することができる。 The power conversion device 200 will be described in detail below. The main conversion circuit 201 includes a switching element (not shown) and a freewheeling diode (not shown), and the switching element switches to convert the DC power supplied from the power source 400 into AC power, which is then supplied to the load 300. There are various specific circuit configurations for the main conversion circuit 201, but the main conversion circuit 201 according to this embodiment is a two-level three-phase full bridge circuit, and can be configured from six switching elements and six freewheeling diodes connected in inverse parallel to each switching element.

主変換回路201の各スイッチング素子と各還流ダイオードの少なくともいずれかについて、上述した実施の形態1,2のいずれかに相当する半導体装置100によって構成する。実施の形態5においては、一例として、主変換回路201は、実施の形態1に係る半導体装置100を備えている。6つのスイッチング素子は2つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相(U相、V相、W相)を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路201の3つの出力端子は、負荷300に接続される。 At least one of the switching elements and free wheel diodes of the main conversion circuit 201 is configured with a semiconductor device 100 corresponding to either of the above-mentioned embodiments 1 or 2. In embodiment 5, as an example, the main conversion circuit 201 includes the semiconductor device 100 according to embodiment 1. The six switching elements are connected in series with two switching elements to configure upper and lower arms, and each upper and lower arm configures each phase (U phase, V phase, W phase) of the full bridge circuit. The output terminals of each upper and lower arm, i.e., the three output terminals of the main conversion circuit 201, are connected to the load 300.

また、主変換回路201は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路(図示せず)を備えているが、駆動回路は半導体装置100に内蔵されていてもよいし、半導体装置100とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路201のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路201のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路203からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号(オン信号)であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号(オフ信号)となる。 The main conversion circuit 201 also includes a drive circuit (not shown) for driving each switching element, but the drive circuit may be built into the semiconductor device 100, or may be configured to include a drive circuit separate from the semiconductor device 100. The drive circuit generates a drive signal for driving the switching element of the main conversion circuit 201 and supplies it to the control electrode of the switching element of the main conversion circuit 201. Specifically, in accordance with a control signal from the control circuit 203 described later, a drive signal for turning the switching element on and a drive signal for turning the switching element off are output to the control electrode of each switching element. When the switching element is maintained in the on state, the drive signal is a voltage signal (on signal) equal to or higher than the threshold voltage of the switching element, and when the switching element is maintained in the off state, the drive signal is a voltage signal (off signal) equal to or lower than the threshold voltage of the switching element.

制御回路203は、負荷300に所望の電力が供給されるよう主変換回路201のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷300に供給すべき電力に基づいて主変換回路201の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間(オン時間)を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するPWM制御によって主変換回路201を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路201が備える駆動回路に制御指令(制御信号)を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。 The control circuit 203 controls the switching elements of the main conversion circuit 201 so that the desired power is supplied to the load 300. Specifically, the time (on time) that each switching element of the main conversion circuit 201 should be in the on state is calculated based on the power to be supplied to the load 300. For example, the main conversion circuit 201 can be controlled by PWM control that modulates the on time of the switching elements according to the voltage to be output. Then, a control command (control signal) is output to the drive circuit provided in the main conversion circuit 201 so that an on signal is output to the switching element that should be in the on state at each point in time, and an off signal is output to the switching element that should be in the off state. The drive circuit outputs an on signal or an off signal as a drive signal to the control electrode of each switching element according to this control signal.

本実施の形態に係る電力変換装置200では、主変換回路201のスイッチング素子と還流ダイオードとして半導体装置100を適用するため、絶縁性の確保および放熱性の向上を実現することができる。 In the power conversion device 200 according to this embodiment, the semiconductor device 100 is used as the switching element and free wheel diode of the main conversion circuit 201, so that insulation can be ensured and heat dissipation can be improved.

本実施の形態では、2レベルの三相インバータに実施の形態1~4に係る半導体装置100を適用する例を説明したが、実施の形態1~4に係る半導体装置100の適用は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では、2レベルの電力変換装置としたが3レベルやマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに実施の形態1~4に係る半導体装置100を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはDC/DCコンバータやAC/DCコンバータに実施の形態1~4に係る半導体装置100を適用することも可能である。 In this embodiment, an example in which the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments is applied to a two-level three-phase inverter has been described, but the application of the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments is not limited to this, and the semiconductor device 100 can be applied to various power conversion devices. In this embodiment, a two-level power conversion device is described, but a three-level or multi-level power conversion device may also be used, and when power is supplied to a single-phase load, the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments may be applied to a single-phase inverter. Also, when power is supplied to a DC load, etc., the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments can also be applied to a DC/DC converter or an AC/DC converter.

また、実施の形態1~4に係る半導体装置100を適用した電力変換装置200は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機やレーザー加工機、又は誘導加熱調理器や非接触給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。 In addition, the power conversion device 200 to which the semiconductor device 100 according to the first to fourth embodiments is applied is not limited to the case where the load described above is an electric motor, but can also be used, for example, as a power supply device for an electric discharge machine, a laser processing machine, an induction heating cooker, or a non-contact power supply system, and can also be used as a power conditioner for a solar power generation system, a power storage system, etc.

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 The embodiments can be freely combined, modified, or omitted as appropriate.

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。 Various aspects of this disclosure are summarized below as appendices.

(付記1)
ダイパッドを含むリードフレームと、
前記ダイパッドにおける一方面に搭載された半導体素子と、
前記ダイパッドにおける一方面とは反対側の他方面を露出させた状態で、前記半導体素子および前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する一方面にグリスを介して配置されたヒートシンクと、を備え、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する前記一方面には、先端が前記ヒートシンクと当接する突起部が設けられ、
前記突起部は、上面視において、前記ダイパッドと重ならないように前記ダイパッドよりも外側に設けられ、
前記ダイパッドと前記突起部との距離は前記グリスの厚みよりも大きい、半導体装置。
(Appendix 1)
a lead frame including a die pad;
a semiconductor element mounted on one surface of the die pad;
a molding resin that seals the semiconductor element and the lead frame in a state where the other surface of the die pad opposite to the one surface is exposed;
a heat sink disposed on one surface of the mold resin on which the other surface of the die pad is exposed, with grease interposed therebetween;
a protrusion having a tip end that abuts against the heat sink is provided on the one surface of the molding resin from which the other surface of the die pad is exposed,
the protrusion is provided outside the die pad so as not to overlap the die pad when viewed from above,
a distance between the die pad and the protrusion is greater than a thickness of the grease.

(付記2)
前記ヒートシンクには、前記突起部と嵌合する凹部が設けられた、付記1に記載の半導体装置。
(Appendix 2)
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the heat sink has a recess that fits with the protrusion.

(付記3)
ダイパッドを含むリードフレームと、
前記ダイパッドにおける一方面に搭載された半導体素子と、
前記ダイパッドにおける一方面とは反対側の他方面を露出させた状態で、前記半導体素子および前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する一方面にグリスを介して配置されたヒートシンクと、を備え、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する前記一方面には、先端が前記ヒートシンクと当接し、かつ、前記ダイパッドの周囲を囲む段差部が設けられ、
前記段差部は、上面視において、前記ダイパッドと重ならないように前記ダイパッドよりも外側に設けられ、
前記ダイパッドと前記段差部との距離は前記グリスの厚みよりも大きい、半導体装置。
(Appendix 3)
a lead frame including a die pad;
a semiconductor element mounted on one surface of the die pad;
a molding resin that seals the semiconductor element and the lead frame in a state where the other surface of the die pad opposite to the one surface is exposed;
a heat sink disposed on one surface of the mold resin on which the other surface of the die pad is exposed, with grease interposed therebetween;
a step portion having a tip end that abuts against the heat sink and that surrounds a periphery of the die pad is provided on the one surface of the molding resin from which the other surface of the die pad is exposed;
the step portion is provided outside the die pad so as not to overlap with the die pad in a top view,
a distance between the die pad and the step portion is greater than a thickness of the grease.

(付記4)
付記1に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
(Appendix 4)
A main conversion circuit having the semiconductor device according to claim 1, which converts input power and outputs the converted power;
a control circuit that outputs a control signal for controlling the main conversion circuit to the main conversion circuit;
A power conversion device comprising:

(付記5)
付記3に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
(Appendix 5)
A main conversion circuit having the semiconductor device according to claim 3, which converts input power and outputs the converted power;
a control circuit that outputs a control signal for controlling the main conversion circuit to the main conversion circuit;
A power conversion device comprising:

1 半導体素子、3 リードフレーム、5 ダイパッド、6 モールド樹脂、7 突起部、8 グリス、9 ヒートシンク、14 段差部、100 半導体装置、200 電力変換装置、201 主変換回路、203 制御回路。 1 semiconductor element, 3 lead frame, 5 die pad, 6 molded resin, 7 protrusion, 8 grease, 9 heat sink, 14 step, 100 semiconductor device, 200 power conversion device, 201 main conversion circuit, 203 control circuit.

Claims (5)

ダイパッドを含むリードフレームと、
前記ダイパッドにおける一方面に搭載された半導体素子と、
前記ダイパッドにおける一方面とは反対側の他方面を露出させた状態で、前記半導体素子および前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する一方面にグリスを介して配置されたヒートシンクと、を備え、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する前記一方面には、先端が前記ヒートシンクと当接する突起部が設けられ、
前記突起部は、上面視において、前記ダイパッドと重ならないように前記ダイパッドよりも外側に設けられ、
前記ダイパッドと前記突起部との距離は前記グリスの厚みよりも大きい、半導体装置。
a lead frame including a die pad;
a semiconductor element mounted on one surface of the die pad;
a molding resin that seals the semiconductor element and the lead frame in a state where the other surface of the die pad opposite to the one surface is exposed;
a heat sink disposed on one surface of the mold resin on which the other surface of the die pad is exposed, with grease interposed therebetween;
a protrusion having a tip end that abuts against the heat sink is provided on the one surface of the molding resin from which the other surface of the die pad is exposed,
the protrusion is provided outside the die pad so as not to overlap the die pad when viewed from above,
a distance between the die pad and the protrusion is greater than a thickness of the grease.
前記ヒートシンクには、前記突起部と嵌合する凹部が設けられた、請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the heat sink has a recess that fits into the protrusion. ダイパッドを含むリードフレームと、
前記ダイパッドにおける一方面に搭載された半導体素子と、
前記ダイパッドにおける一方面とは反対側の他方面を露出させた状態で、前記半導体素子および前記リードフレームを封止するモールド樹脂と、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する一方面にグリスを介して配置されたヒートシンクと、を備え、
前記モールド樹脂における前記ダイパッドの前記他方面が露出する前記一方面には、先端が前記ヒートシンクと当接し、かつ、前記ダイパッドの周囲を囲む段差部が設けられ、
前記段差部は、上面視において、前記ダイパッドと重ならないように前記ダイパッドよりも外側に設けられ、
前記ダイパッドと前記段差部との距離は前記グリスの厚みよりも大きい、半導体装置。
a lead frame including a die pad;
a semiconductor element mounted on one surface of the die pad;
a molding resin that seals the semiconductor element and the lead frame in a state where the other surface of the die pad opposite to the one surface is exposed;
a heat sink disposed on one surface of the mold resin on which the other surface of the die pad is exposed, with grease interposed therebetween;
a step portion having a tip end that abuts against the heat sink and that surrounds a periphery of the die pad is provided on the one surface of the molding resin from which the other surface of the die pad is exposed;
the step portion is provided outside the die pad so as not to overlap with the die pad in a top view,
a distance between the die pad and the step portion is greater than a thickness of the grease.
請求項1に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
a main conversion circuit having the semiconductor device according to claim 1, which converts input power and outputs the converted power;
a control circuit that outputs a control signal for controlling the main conversion circuit to the main conversion circuit;
A power conversion device comprising:
請求項3に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
a main conversion circuit having the semiconductor device according to claim 3, which converts input power and outputs the converted power;
a control circuit that outputs a control signal for controlling the main conversion circuit to the main conversion circuit;
A power conversion device comprising:
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