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公開番号
2025006520
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2025-01-17
出願番号
2023107360
出願日
2023-06-29
発明の名称
半導体装置
出願人
株式会社デンソー
代理人
個人
,
個人
,
個人
主分類
H01L
25/07 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約
【課題】半導体素子の位置ずれなどの寸法不具合が抑制された半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、第1半導体素子40Hおよび第2半導体素子40Lを含む半導体素子40と、上部導体50H、50Lと、下部導体60H、60Lと、はんだ100と、第1被覆部材110と、第2被覆部材120と、を有する。はんだは、上部はんだ102H、102L、および、下部はんだ103H、103Lを有する。第1被覆部材は上部導体および下部導体を被覆する。第2被覆部材は、第1被覆部材の一部を覆い第1被覆部材よりも上部はんだが濡れ広がりにくい。第2被覆部材が、上部導体における半導体素子との上部はんだによる接続が所望される上部はんだ所望範囲面52H、52Lに設置されている。
【選択図】図7
特許請求の範囲
【請求項1】
上部電極(42)と下部電極(43)を有し、前記上部電極と前記下部電極が重なる重複方向(Z)に直交する一方向である横方向(X)に配置された第1半導体素子(40H)および第2半導体素子(40L)を含む半導体素子(40)と、
前記第1半導体素子の前記上部電極に重なる第1上部導体(50H)、および、前記第2半導体素子の前記上部電極に重なる第2上部導体(50L)を有する上部導体(50H、50L)と、
前記第1半導体素子の前記下部電極に重なる第1下部導体(60H)、および、前記第2半導体素子の前記下部電極に重なる第2下部導体(60L)を有する下部導体(60H、60L)と、
前記半導体素子の前記上部電極と前記上部導体を接続する上部はんだ(102H、102L)、および、前記半導体素子の前記下部電極と前記下部導体を接続する下部はんだ(103H、103L)を有するはんだ(100)と、
前記上部導体および前記下部導体を被覆する第1被覆部材(110)と、
前記第1被覆部材の一部を覆い前記第1被覆部材よりも前記はんだが濡れ広がりにくい第2被覆部材(120)と、を有し、
前記第2被覆部材が、前記上部導体における前記半導体素子との前記上部はんだによる接続が所望される上部はんだ所望範囲面(52H、52L)に設置されている半導体装置。
続きを表示(約 1,800 文字)
【請求項2】
前記上部導体は、前記上部はんだ所望範囲面を有するとともに、前記半導体素子に対向する面である上部対向面(50a)に、前記上部対向面から凹む上部溝(51H、51L)を有し、
前記上部溝は前記上部はんだ所望範囲面に隣接し、前記上部はんだ所望範囲面を囲むように環状に延び、
前記上部導体における、前記上部はんだ所望範囲面に前記重複方向で重なる上部はんだ所望範囲部(53H、53L)が前記上部溝の一部を区画し、
前記上部はんだ所望範囲部における前記上部溝を区画する角である上部はんだ所望範囲角部(55H、55L)の角度が直角であり、
前記上部溝に前記第2被覆部材が非設置である請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記第1上部導体から前記第2上部導体に向かって延びる第1延長部(81)と、
前記第2下部導体から前記第1上部導体に向かって延びて前記第1延長部に接続される第2延長部(80)と、をさらに有し、
前記はんだは、前記第1延長部と前記第2延長部を接続する中継はんだ(104)をさらに有し、
前記第2被覆部材が、前記第1延長部における前記第2延長部との前記中継はんだによる接続が所望される中継はんだ所望範囲面(132)に設置されている請求項2に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第1延長部は、前記中継はんだ所望範囲面を有するとともに、前記第2延長部に対向する面である延長対向面(81a)に、前記延長対向面から凹む溝である延長溝(131)を有し、
前記延長溝は前記中継はんだ所望範囲面に隣接し、前記中継はんだ所望範囲面を囲むように環状に延び、
前記第1延長部における、前記中継はんだ所望範囲面に前記重複方向で重なる中継はんだ所望範囲部(133)が前記延長溝の一部を区画し、
前記中継はんだ所望範囲部における前記延長溝を区画する角である中継はんだ所望範囲角部(139)の角度が直角であり、
前記延長溝に前記第2被覆部材が非設置である請求項3に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記上部導体における、前記上部溝と前記上部はんだ所望範囲部とが並ぶ第1並び方向で前記上部はんだ所望範囲角部に対向する第1対向角部(59H、59L)に傾斜が設けられ、
前記第1延長部における、前記延長溝と前記中継はんだ所望範囲部とが並ぶ第2並び方向で前記中継はんだ所望範囲角部に対向する第2対向角部(139)に傾斜が設けられ、
前記第1並び方向における前記上部溝が有する第1開口(58H、58L)の幅(L2)が、前記第1並び方向における前記上部溝が有する第1底面(57H、57L)の幅(L1)の2倍よりも短く
前記第2並び方向における前記延長溝が有する第2開口(138)の幅(L3)が、前記第2並び方向における前記延長溝が有する第2底面(137)の幅(L4)の2倍よりも短い請求項4に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記第2上部導体から前記第1上部導体に向かって延びる第3延長部(82)と、
前記半導体素子と電気部品(5)とを接続する主端子(92)と、をさらに有し、
前記はんだは、前記第3延長部と前記主端子を接続する端子接続はんだ(105)をさらに有し、
前記第2被覆部材が、前記第3延長部における前記主端子との前記端子接続はんだによる接続が所望される端子接続はんだ所望範囲面(142)に設置されている請求項5に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記第3延長部は、前記端子接続はんだ所望範囲面を有するとともに、前記主端子に対向する面である端子対向面(82a)に、前記端子対向面から凹む端子対向溝(141)を有し、
前記端子対向溝は前記端子接続はんだ所望範囲面に隣接し、前記端子接続はんだ所望範囲面を囲むように環状に延び、
前記第3延長部における、前記端子接続はんだ所望範囲面に前記重複方向で重なる端子接続はんだ所望範囲部(143)が前記端子対向溝の一部を区画し、
前記端子接続はんだ所望範囲部における前記端子対向溝を区画する角である端子接続はんだ所望範囲角部(145)の角度が直角であり、
前記端子対向溝に前記第2被覆部材が非設置である請求項6に記載の半導体装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本明細書に記載の開示は、半導体装置に関するものである。
続きを表示(約 2,100 文字)
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、上下アーム回路の上アームを構成する半導体素子と、下アームを構成する半導体素子を備えた半導体装置が記載されている。ヒートシンクの1つは、Z方向において半導体素子の裏面側に配置され、はんだを介して、コレクタ電極に電気的に接続されている。ヒートシンクの別の1つは、Z方向において半導体素子の表面側に配置され、はんだを介して、エミッタ電極に電気的に接続されている。表面側のヒートシンクおよび裏面側のヒートシンクに、NiやAuなどのめっき膜を備えていても良い旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第7111140号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
裏面側のヒートシンクの全面にAuなどのめっき膜が備えられていると、製造時に裏面側のヒートシンクと半導体素子の間に設けられたはんだが、裏面側のヒートシンクの全面に濡れ広がりやすい。はんだが所望の接続領域から溢れ出し、半導体素子の位置ずれなどの寸法不具合が起こる虞があった。
【0005】
そこで本開示の目的は、半導体素子の位置ずれなどの寸法不具合が抑制された半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様による半導体装置は、
上部電極(42)と下部電極(43)を有し、上部電極と下部電極が重なる重複方向(Z)に直交する一方向である横方向(X)に配置された第1半導体素子(40H)および第2半導体素子(40L)を含む半導体素子(40)と、
第1半導体素子の上部電極に重なる第1上部導体(50H)、および、第2半導体素子の上部電極に重なる第2上部導体(50L)を有する上部導体(50H、50L)と、
第1半導体素子の下部電極に重なる第1下部導体(60H)、および、第2半導体素子の下部電極に重なる第2下部導体(60L)を有する下部導体(60H、60L)と、
半導体素子の上部電極と上部導体を接続する上部はんだ(102H、102L)、および、半導体素子の下部電極と下部導体を接続する下部はんだ(103H、103L)を有するはんだ(100)と、
上部導体および下部導体を被覆する第1被覆部材(110)と、
第1被覆部材の一部を覆い第1被覆部材よりもはんだが濡れ広がりにくい第2被覆部材(120)と、を有し、
第2被覆部材が、上部導体における半導体素子との上部はんだによる接続が所望される上部はんだ所望範囲面(52H、52L)に設置されている。
【0007】
上部はんだ(102H、102L)を介して半導体素子(40)に上部導体(50H、50L)を接合する際、上部はんだ所望範囲面(52H、52L)に第2被覆部材(120)が設けられているために、上部はんだが所望範囲面内に収まる。これによれば、半導体素子の位置ずれなどの寸法不具合が抑制される。
【0008】
なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
半導体装置が適用される車両の駆動システムの概略構成を示す図である。
半導体装置を示す平面図である。
図2に示す半導体装置から封止体を除いた平面図である。
図3に示す半導体装置からヒートシンクの一部を除いた平面図である。
ヒートシンクおよび主端子を説明する平面図である。
図2に示すVI-VI線に沿う断面で切った断面図である。
図2に示すVII-VII線に沿う断面で切った断面図である。
第2半導体素子のエミッタ電極に接続されるヒートシンクの拡大図である。
第1半導体素子のエミッタ電極に接続されるヒートシンクの拡大図である。
図9のヒートシンクに繋がる継手部の拡大図である。
図10のヒートシンクに繋がる継手部の拡大図である。
製造方法を説明するフローチャートである。
製造過程における積み上げ工程を説明する断面図である。
製造過程における重ね工程を説明する断面図である。
第2実施形態の半導体装置を示す平面図である。
第2実施形態の半導体装置を示す断面図である。
【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を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。
(【0011】以降は省略されています)
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