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公開番号2024130031
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023039512
出願日2023-03-14
発明の名称半導体装置、半導体装置の製造方法及び電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 23/28 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】リード電極と半導体素子とを接合層を介して直接接合された構造において、接合層が所定の厚みを有しているか否かを、外観検査によって確認する半導体装置、半導体装置の製造方法及び半導体装置を搭載した電力変換装置を提供する。
【解決手段】半導体装置10は、絶縁基板12又はリードフレーム上に載置された半導体素子15と、半導体素子15上に形成された接合層13aと、外部電極19cに電気的に接続された本体板部19aと、本体板部19aとの接続部分として一端が繋がった状態で本体板部19aから切り出された片持ち板部19bを有するリード電極19と、を備え、片持ち板部19bは、本体板部19aに対し半導体素子15の方向に向かって屈曲し、他端が接合層13aの中に入り込んでおり、上面の少なくとも一部が接合層13aにより覆われている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁基板又はリードフレーム上に載置された半導体素子と、
前記半導体素子上に形成された接合層と、
外部電極に電気的に接続された本体板部、及び前記本体板部との接続部分として一端が繋がった状態で前記本体板部から切り出された片持ち板部を有するリード電極と、
を備え、
前記片持ち板部は、前記本体板部に対し前記半導体素子の方向に向かって屈曲し、他端が前記接合層の中に入り込んでおり、上面の少なくとも一部が前記接合層により覆われていること、
を特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
前記片持ち板部は、前記上面に目盛りが設けられた請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記片持ち板部は、前記一端から前記他端にかけて段構造で形成された請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記片持ち板部は、可撓性を有する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記片持ち板部は、前記半導体素子と接触し変形している、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子を収容するケースと、
前記ケースに一部が支持され、前記リード電極と電気的に接合された外部電極と、
を有する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体素子上に接合層を形成する、接合層形成工程と、
リード電極の本体板部との接続部分として一端が繋がった状態で前記本体板部から切り出された片持ち板部の他端を、前記接合層内に入り込ませ前記半導体素子上に接合する、直接接合工程と、
前記接合層から露出した前記片持ち板部の外観検査によって、前記接合層が所定の厚みを有しているか否かを判定する、判定工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記判定工程は、前記外観検査が画像認識を用いて行われる、
請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体装置を搭載した電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置、半導体装置の製造方法及び電力変換装置に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置などに用いられる半導体装置は、大電流化、長寿命化、高信頼性を実現する技術として、リード電極と半導体素子とを金属ワイヤによって接続するのではなく、リード電極と半導体素子とを接合層を介して直接接合する技術が知られている。リード電極と半導体素子とを接合層を介して直接接合された構造の場合、リード電極及び半導体素子などは熱膨張係数の異なる材質で構成されているため、熱膨張係数の違いに起因する応力が接合層に加わる。それゆえ、接合層で剥離が生じないよう、接合層が一定の厚みを有していること、ボイドの発生が抑制されていることなどが重要である。例えば、従来技術の一つとして、特許文献１のように、はんだ溶融時に発生するガスを外部へ逃がすための孔がリード電極の接合面に設けられる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭６３－０９０１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来技術では、リード電極の接合面に設けられた孔から接合層を目視することは可能だが、実際に形成された接合層の厚みまでは確認できない。それゆえ、接合層が所定の厚みを有しているか否かを、外観検査で確認することができないという課題があった。
【０００５】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、リード電極と半導体素子とを接合層を介して直接接合された構造において、接合層が所定の厚みを有しているか否かを、外観検査によって確認することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る半導体装置は、絶縁基板又はリードフレーム上に載置された半導体素子と、半導体素子上に形成された接合層と、外部電極に電気的に接続された本体板部、及び本体板部との接続部分として一端が繋がった状態で本体板部から切り出された片持ち板部を有するリード電極と、を備え、片持ち板部は、本体板部に対し半導体素子の方向に向かって屈曲し、他端が接合層の中に入り込んでおり、上面の少なくとも一部が接合層により覆われていること、を特徴とする半導体装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、リード電極と半導体素子とを接合層を介して直接接合された構造において、接合層が所定の厚みを有しているか否かを、外観検査によって確認することができる半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る半導体装置１０の断面模式図。
実施の形態１に係る半導体装置１０の上面図においてリード電極が示された範囲を抜粋した図。
実施の形態１の変形例１に係る半導体装置２０の断面模式図。
実施の形態１の変形例２に係る半導体装置２０の上面図においてリード電極が示された範囲を抜粋した図。
実施の形態２に係る半導体装置３０の断面模式図。
従来技術を適用した半導体装置において、半導体素子１５とリード電極４１との距離が離れた場合の断面模式図。
実施の形態２に係る半導体装置において、半導体素子１５とリード電極３１との距離が離れた場合の断面模式図。
実施の形態３に係る片持ち板部の構造例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本開示に係る半導体装置の一例を示すが、以下に示す実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変形して実施することができる。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体装置１０の断面模式図であり、図２は、半導体装置１０の上面図においてリード電極１９が示された範囲を抜粋した図である。
まず、図１に示すように半導体装置１０は、ベース板１１、絶縁基板１２、接合層１３ａ、接合層１３ｂ、接合層１３ｃ、バンプ１４、半導体素子１５、接着剤１６、封止材１７、ケース１８、リード電極１９及び外部電極１９ｃを有している。ベース板１１において絶縁基板１２が接合される面の方向を上とし、ベース板１１において絶縁基板１２が接合されない面の方向を下として、半導体装置１０の具体的な構成を以下に示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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