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公開番号2024055070
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-18
出願番号2022161674
出願日2022-10-06
発明の名称半導体モジュール
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20240411BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本発明は、封止樹脂に発生したクラックによるワイヤ配線の破断を防止できる半導体モジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】半導体モジュール1は、半導体チップ14a~14dと、半導体チップ14a~14dを封止する封止樹脂18と、注型領域117u、第一部分111,112及び第二部分113,114を有するケース11と、第一部分111に片寄った状態で封止樹脂18に封止されて半導体チップ14a~14dと接続されたワイヤ配線101a~101j,102a~102iと、仮想平面VSuと第一部分112との間で第二部分113,114に形成された凹部131a,131b,132a,132bとを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
半導体チップと、
前記半導体チップを封止する封止樹脂と、
前記封止樹脂が注型される空間、前記空間を挟んで対向して配置され直線状を有する一対の第一部分、及び前記空間を挟んで対向し前記一対の第一部分の間に配置され直線状を有する一対の第二部分を有するケースと、
前記一対の第一部分の一方に片寄った状態で前記封止樹脂に封止されて前記半導体チップと接続された、前記半導体チップに入力又は前記半導体チップから出力される信号が伝送されるワイヤ配線と、
前記ワイヤ配線が配置された前記空間の領域及び前記ワイヤ配線が配置されていない前記空間の領域の境界であって前記一対の第一部分に平行な仮想平面と、前記一対の第一部分の他方との間で前記一対の第二部分の少なくとも一方に形成された少なくとも1つの凹部と
を備える半導体モジュール。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
前記仮想平面は、前記封止樹脂の厚さ方向に見て、前記一対の第一部分の前記他方に対して最も離れた前記凹部から該凹部が形成されていない前記第二部分まで前記空間を横切る平面である
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記封止樹脂の厚さ方向に見て、前記一対の第一部分の前記他方と前記仮想平面との間には、前記ワイヤ配線が配置されていない
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記封止樹脂の厚さ方向に見て、前記一対の第一部分の前記一方と前記仮想平面との間には、前記凹部が設けられていない
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記空間に一部が配置された状態で前記第一部分のいずれか一方に設けられ前記半導体チップに供給される電力が入力される電力入力端子と、
前記空間に一部が配置された状態で前記第一部分のいずれか他方に設けられ前記半導体チップからの電力が出力される電力出力端子と
をさらに備える
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記一対の第二部分は、前記封止樹脂の表面側よりも前記半導体チップが配置されている側の方が互いの距離が長くなる段差部を有し、
前記電力入力端子及び前記電力出力端子のうちの前記ワイヤ配線が配置されていない領域に前記一部が配置された一方の端子は、該一部に角部を有している
請求項5に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記電力入力端子が有する正極側端子に接続される正極側配線パターンと、複数の前記半導体チップのうちの一部及び前記電力出力端子が接続される中間配線パターンと、残余の前記半導体チップ及び前記電力入力端子が有する負極側端子が接続される負極側配線パターンとを有する積層基板をさらに備え、
前記段差部及び前記角部は、前記一部の前記半導体チップと前記中間配線パターンとを接続する正極側リードフレーム、前記残余の前記半導体チップと前記中間配線パターンとを接続する負極側リードフレーム及び複数の前記半導体チップよりも前記積層基板から離れた位置に配置されている
請求項6に記載の半導体モジュール。
【請求項8】
前記凹部は、曲面状の壁面を有する
請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項9】
前記ケースは、複数の前記空間を有し、
前記一対の第一部分は、前記複数の前記空間のそれぞれを画定する構成要素の一部として共有され、
前記一対の第二部分のうちの少なくとも1つは、隣り合う前記空間のそれぞれを画定する構成要素の一部として共有されている
請求項1から8までのいずれか一項に記載の半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体チップを封止する封止樹脂を備える半導体モジュールに関する。
続きを表示(約 1,900 文字)【背景技術】
【0002】
6in1構造を有する車載用パワーモジュールなどの半導体モジュールが知られている。このような半導体モジュールは、ケースとパワーセルとがワイヤ配線で接続され、外部に設けられたモータなどの負荷に供給する電力を生成する電気回路を有している。パワーセルは封止樹脂によって封止されている。
【0003】
半導体モジュールの動作寿命を推定するために、パワーサイクル試験(断続通電試験)が行われる。パワーサイクル試験には、パワーセルに設けられた半導体チップに熱ストレスを発生させるΔTjパワーサイクル試験と、ケース温度を変化させるΔTcパワーサイクル試験(熱疲労寿命試験)とがある。ΔTjパワーサイクル試験及びΔTcパワーサイクル試験の実施により、封止樹脂には繰り返し応力が発生するため、封止樹脂にクラックが発生する。
【0004】
特許文献1には、封止材に発生するクラックや剥離を自己修復可能な半導体装置が開示されている。特許文献2には、電極層にクラックが入りにくい技術が開示されている。特許文献3には、応力を緩和して絶縁基板の割れを抑制するとともに絶縁基板が割れても絶縁基板の破片が飛び散ることを防止することができる半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2017-41496号公報
特開2015-122349号公報
特開2014-93365号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
封止樹脂にクラックが発生しただけでは半導体モジュールにとって致命的な欠陥にはならない。しかしながら、当該クラックがワイヤ配線に到達することによってワイヤ配線が破断されると、半導体モジュールとって致命的な欠陥となり、不良モジュールとなる。
【0007】
本発明の目的は、封止樹脂に発生したクラックによるワイヤ配線の破断を防止できる半導体モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による半導体モジュールは、半導体チップと、前記半導体チップを封止する封止樹脂と、前記封止樹脂が注型される空間と、前記空間を挟んで対向して配置され直線状を有する一対の第一部分と、前記空間を挟んで対向し前記一対の第一部分の間に配置され直線状を有する一対の第二部分とを有するケースと、前記一対の第一部分の一方に片寄った状態で前記封止樹脂に封止されて前記半導体チップと接続された、前記半導体チップに入力又は前記半導体チップから出力される信号が伝送されるワイヤ配線と、前記ワイヤ配線が配置された前記空間の領域及び前記ワイヤ配線が配置されていない前記空間の領域の境界であって前記一対の第一部分に平行な仮想平面と、前記一対の第一部分の他方との間で前記一対の第二部分の少なくとも一方に形成された少なくとも1つの凹部とを備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、封止樹脂に発生したクラックによるワイヤ配線の破断を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本発明の一実施形態による半導体モジュールの平面の一例を模式的に示す図である。
本発明の一実施形態による半導体モジュールの概略構成の一例を示す図であって図1中に示すA-A線で切断した断面を模式的に示す図である。
本発明の一実施形態による半導体モジュールに備えられた封止樹脂に発生するクラックを説明するための図であって、当該半導体モジュールの平面の一部を模式的に示す図である。
本発明の一実施形態による半導体モジュールに備えられた封止樹脂に発生するクラックを説明するための図であって、図3中に示すB-B線で切断した当該半導体モジュールの断面を模式的に示す図である。
比較例による半導体モジュールに備えられた封止樹脂に発生するクラックを説明するための図であって、当該半導体モジュールの平面の一部を模式的に示す図である。
比較例による半導体モジュールに備えられた封止樹脂に発生するクラックを説明するための図であって、図5中に示すC-C線で切断した当該半導体モジュールの断面を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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