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公開番号
2025001353
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-01-08
出願番号
2023100880
出願日
2023-06-20
発明の名称
半導体装置およびその製造方法
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
23/36 20060101AFI20241225BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】半導体モジュールと冷却部との間に対する水分の浸入を抑制する。
【解決手段】半導体装置100は、半導体チップ12を含む半導体モジュール10と、半導体モジュール10を冷却する冷却部20と、半導体モジュール10と冷却部20との間に介在する熱伝導層30と、半導体モジュール10と熱伝導層30との境界、および、冷却部20と熱伝導層30との境界、とを被覆する保護膜40とを具備し、保護膜40の吸水率は、熱伝導層30の吸水率を下回る。
【選択図】図1
特許請求の範囲
【請求項1】
半導体チップを含む半導体モジュールと、
前記半導体モジュールを冷却する冷却部と、
前記半導体モジュールと前記冷却部との間に介在する熱伝導層と、
前記半導体モジュールと前記熱伝導層との境界、および、前記冷却部と前記熱伝導層との境界、を被覆する保護膜とを具備し、
前記保護膜の吸水率は、前記熱伝導層の吸水率を下回る
半導体装置。
続きを表示(約 1,000 文字)
【請求項2】
半導体チップを含む半導体モジュールと、
前記半導体モジュールを冷却する冷却部と、
前記半導体モジュールと前記冷却部との間に介在する熱伝導層と、
前記半導体モジュールと前記熱伝導層との境界、および、前記冷却部と前記熱伝導層との境界、を被覆する保護膜とを具備し、
前記保護膜の膜厚は、前記半導体モジュールと前記冷却部との間隔を下回る
半導体装置。
【請求項3】
前記保護膜の吸水率は、前記熱伝導層の吸水率を下回る
請求項2の半導体装置。
【請求項4】
前記熱伝導層は、平面視で前記半導体モジュールの外周縁の外側に位置する外周部を含み、
前記保護膜は、前記外周部を被覆する
請求項1から請求項3の何れかの半導体装置。
【請求項5】
前記半導体モジュールは、
前記半導体チップを封止する封止体と、
前記半導体チップに電気的に接続され、前記封止体から突出する接続端子とをさらに含み、
前記保護膜は、前記封止体のうち前記冷却部とは反対側の表面と当該封止体の側面とを被覆する
請求項1または請求項2の半導体装置。
【請求項6】
前記保護膜は、ウレタン樹脂、フッ素樹脂またはポリイミド樹脂により形成される
請求項1または請求項2の半導体装置。
【請求項7】
半導体チップを含む半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却部とを、前記半導体モジュールと前記冷却部との間に介在する熱伝導層により接合する接合工程と、
前記接合工程の後に実行され、前記半導体モジュールと前記熱伝導層との境界、および、前記冷却部と前記熱伝導層との境界、を被覆する保護膜を形成する保護工程と
を含む半導体装置の製造方法。
【請求項8】
前記保護工程においては、スプレーコート、ディップコート、ディスペンサーコート、またはスピンコートにより前記保護膜を形成する
請求項7の半導体装置の製造方法。
【請求項9】
前記保護工程においては、粘度が3Pa・s以下である液状材料を塗布して硬化することで、前記保護膜を形成する
請求項7または請求項8の半導体装置の製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)
【背景技術】
【0002】
例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等のパワー半導体チップを利用した半導体装置が従来から提案されている(例えば特許文献1から特許文献3)。例えば特許文献1には、モジュール部と冷却部とが樹脂絶縁部材を介して接合された電力用半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第7154422号公報
特許第7134360号公報
特開2020-098882号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の構成では、樹脂絶縁部材とモジュール部または冷却部との境界から水分が浸入する可能性がある。水分の浸入により、モジュール部と冷却部との間における接着強度の低下、または、樹脂絶縁部材の絶縁耐圧の低下等の問題が発生し得る。以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、半導体モジュールと冷却部との間に対する水分の浸入を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る半導体装置は、半導体チップを含む半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却部と、前記半導体モジュールと前記冷却部との間に介在する熱伝導層と、前記半導体モジュールと前記熱伝導層との境界、および、前記冷却部と前記熱伝導層との境界、を被覆する保護膜とを具備し、前記保護膜の吸水率は、前記熱伝導層の吸水率を下回る。
【0006】
本開示の他の態様に係る半導体装置は、半導体チップを含む半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却部と、前記半導体モジュールと前記冷却部との間に介在する熱伝導層と、前記半導体モジュールと前記熱伝導層との境界、および、前記冷却部と前記熱伝導層との境界、を被覆する保護膜とを具備し、前記保護膜の膜厚は、前記半導体モジュールと前記冷却部との間隔を下回る。
【0007】
本開示のひとつの態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体チップを含む半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却部とを、前記半導体モジュールと前記冷却部との間に介在する熱伝導層により接合する接合工程と、前記接合工程の後に実行され、前記半導体モジュールと前記熱伝導層との境界、および、前記冷却部と前記熱伝導層との境界、を被覆する保護膜を形成する保護工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
第1実施形態に係る半導体装置の断面図である。
半導体モジュールの外周縁の近傍(図1の領域α)を拡大した断面図である。
半導体装置を製造する工程の説明図である。
第2実施形態に係る半導体装置の断面図である。
第2実施形態の半導体装置を製造する工程の説明図である。
第3実施形態の半導体装置のうち半導体モジュールの外周縁の近傍を拡大した断面図である。
変形例における半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、各図面においては、各要素の寸法および縮尺が実際の製品とは相違する場合がある。また、以下に説明する形態は、本開示を実施する場合に想定される例示的な一形態である。したがって、本開示の範囲は、以下に例示する形態には限定されない。
【0010】
A:第1実施形態
図1は、本開示の第1実施形態における半導体装置100の断面図である。第1実施形態の半導体装置100は、例えばインバータ回路等の電力変換装置を構成するパワー半導体装置である。図1に例示される通り、半導体装置100は、半導体モジュール10と冷却部20と熱伝導層30と保護膜40とを具備する。
(【0011】以降は省略されています)
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