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公開番号2024166626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023082833
出願日2023-05-19
発明の名称半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20241122BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体モジュールの信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体モジュールは、半導体素子を搭載する回路基板と、半導体素子を収容するケースと、ケースの内外を貫通するリード端子と、ケース内で半導体素子とリード端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、リード端子は、ボンディングワイヤが接合されるパッド部を有し、ケースは、パッド部を囲むようにパッド部の少なくとも一部を底面とする凹部を有し、凹部の側面のうち、回路基板の厚さ方向にみてボンディングワイヤに重なる部分である第1側面は、当該底面から凹部の開口に向かうに従い凹部を広げるように傾斜する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子を搭載する回路基板と、
前記半導体素子を収容するケースと、
前記ケースの内外を貫通するリード端子と、
前記ケース内で前記半導体素子と前記リード端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
前記リード端子は、前記ボンディングワイヤが接合されるパッド部を有し、
前記ケースは、前記パッド部を囲むように前記パッド部の少なくとも一部を底面とする凹部を有し、
前記凹部の側面のうち、前記回路基板の厚さ方向にみて前記ボンディングワイヤに重なる部分である第１側面は、前記底面から前記凹部の開口に向かうに従い前記凹部を広げるように傾斜する、
半導体モジュール。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記凹部の側面のうち、前記第１側面とは異なる側面を第２側面としたとき、
前記凹部の深さ方向における前記第１側面の高さは、前記凹部の深さ方向における前記第２側面の高さよりも低い、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記ケースは、前記リード端子の前記凹部に隣り合う部分を挟む位置に設けられる凹状の２つの欠損部を有する、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記ケースは、枠状をなしており、
前記第１側面の下端と前記ケースの内周面との間の距離をＷとし、
前記第１側面の高さをＨとしたとき、
Ｈ／Ｗは、０．５以上２．０以下の範囲内にある、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記回路基板の厚さ方向にみて前記ボンディングワイヤの延びる方向における前記底面の長さをＬとし、
前記第１側面の高さをＨとしたとき、
Ｈ／Ｌは、０．２以上０．８以下の範囲内にある、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記パッド部に対する前記第１側面の傾斜角度は、４５°以下である、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記ケース内に充填される封止樹脂をさらに備え、
前記ケースの内壁面には、前記ケースと前記封止樹脂との密着性を高めるコーティング材が塗布される、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
半導体素子を搭載する回路基板と、
前記半導体素子を収容するケースと、
前記ケースの内外を貫通するリード端子と、
前記ケース内で前記半導体素子と前記リード端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備える半導体モジュールの製造方法であって、
前記リード端子を含むリードフレームを準備する準備工程と、
型を用いて、前記リードフレームをインサート品とするインサート成形により前記ケースを形成するケース形成工程と、
前記ボンディングワイヤを形成するワイヤ形成工程と、を含み、
前記リード端子は、前記ボンディングワイヤが接合されるパッド部を有し、
前記ケースは、前記パッド部を囲むように前記パッド部の少なくとも一部を底面とする凹部を有し、
前記凹部の側面のうち、前記回路基板の厚さ方向にみて前記ボンディングワイヤに重なる部分である第１側面は、前記底面から前記凹部の開口に向かうに従い前記凹部を広げるように傾斜する、
半導体モジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体モジュール、および半導体モジュールの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
パワー半導体モジュールに代表される半導体モジュールは、一般に、半導体素子を搭載する回路基板と、半導体素子を収容するケースと、回路基板に電気的に接続される複数のリード端子と、を備える。ここで、リード端子は、例えば、特許文献１から４に開示されるように、ケースの内外を貫通しており、ケース内においてボンディングワイヤを介して半導体素子に電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１８４４４９号公報
国際公開第２０１５／１５２３７３号
特開２０１７－１９９８１８号公報
特開２０２２－８２０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リード端子に超音波を用いてワイヤボンディングする際、共振によりリード端子とケースとの接合強度が低下する場合がある。これを防止するには、特許文献１、２に開示されるように、リード端子のワイヤボンディングのためのパッド部をケースに押さえ付けるように、パッド部を底面とする凹部をケースに設けることが考えられる。しかし、特許文献１、２に開示される構成では、当該凹部の側面が全周にわたりパッド部から急峻に立ち上がる形状をなすため、ボンディングワイヤがケースに接触することにより信頼性の低下を招く虞がある。
【０００５】
以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、優れた信頼性を有する半導体モジュールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る半導体モジュールは、半導体素子を搭載する回路基板と、前記半導体素子を収容するケースと、前記ケースの内外を貫通するリード端子と、前記ケース内で前記半導体素子と前記リード端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、前記リード端子は、前記ボンディングワイヤが接合されるパッド部を有し、前記ケースは、前記パッド部を囲むように前記パッド部の少なくとも一部を底面とする凹部を有し、前記凹部の側面のうち、前記回路基板の厚さ方向にみて前記ボンディングワイヤに重なる部分である第１側面は、前記底面から前記凹部の開口に向かうに従い前記凹部を広げるように傾斜する。
【０００７】
本開示の好適な態様に係る半導体モジュールの製造方法は、半導体素子を搭載する回路基板と、前記半導体素子を収容するケースと、前記ケースの内外を貫通するリード端子と、前記ケース内で前記半導体素子と前記リード端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備える半導体モジュールの製造方法であって、前記リード端子を含むリードフレームを準備する準備工程と、型を用いて、前記リードフレームをインサート品とするインサート成形により前記ケースを形成するケース形成工程と、前記ボンディングワイヤを形成するワイヤ形成工程と、を含み、前記リード端子は、前記ボンディングワイヤが接合されるパッド部を有し、前記ケースは、前記パッド部を囲むように前記パッド部の少なくとも一部を底面とする凹部を有し、前記凹部の側面のうち、前記回路基板の厚さ方向にみて前記ボンディングワイヤに重なる部分である第１側面は、前記底面から前記凹部の開口に向かうに従い前記凹部を広げるように傾斜する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示では、半導体モジュールの信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
図１中のＡ－Ａ線断面図である。
リード端子のパッド部と回路基板との電気的な接続状態を示す斜視図である。
リード端子のパッド部とケースの凹部とを示す平面図である。
図４中のＢ－Ｂ線断面図である。
実施形態に係る半導体モジュールの製造方法の流れを示す図である。
準備工程を説明するための図である。
ケース形成工程を説明するための図である。
ワイヤ形成工程およびコーティング工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
（【００１１】以降は省略されています）

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