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公開番号2025019558
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123224
出願日2023-07-28
発明の名称半導体装置および電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250131BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体装置において、放熱性を確保しつつ、内部配線と端子との接合強度を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置202は、絶縁層4と導電パターン5とを有する基板2と、導電パターン5上に搭載された半導体素子6と、基板2の周縁部に接着剤10により固定された枠状の樹脂ケース9と、樹脂ケース9に取り付けられた端子11と、半導体素子6と端子11を接続する内部配線7とを備えている。樹脂ケース9は、周壁部9aと、周壁部9aから内周側へ突出し端子11が設置された端子設置部20と、端子設置部20から下方へ突出し基板2の上面に対向する基板設置部26とを有し、基板設置部26と、基板2の周縁部において露出する絶縁層4は接着剤10により固定され、基板設置部26は、端子11における内部配線7との接続部21の直下に位置している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁層と、前記絶縁層上に形成された導電パターンとを有する基板と、
前記導電パターン上に搭載された半導体素子と、
前記基板の周縁部に接着剤により固定された枠状のケースと、
前記ケースに取り付けられた端子と、
前記半導体素子と前記端子を接続する内部配線と、を備え、
前記ケースは、周壁部と、前記周壁部から内周側へ突出し前記端子が設置された端子設置部と、前記端子設置部から下方へ突出し前記基板の上面に対向する基板設置部とを有し、
前記基板の前記周縁部には、前記導電パターンは形成されておらず、前記絶縁層が露出しており、
前記基板設置部と、前記基板の前記周縁部において露出する前記絶縁層は前記接着剤により固定され、
前記基板設置部は、前記端子における前記内部配線との接続部の直下に位置する、半導体装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記ケースにおける前記周壁部と前記基板設置部との間の部分には、前記接着剤が収容されるスリット部が形成され、
前記スリット部は、前記接着剤が収容されていない領域を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ケースの四隅にはネジ穴が形成され、
前記ネジ穴は、前記基板よりも外周側に位置する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記基板設置部の輪郭形状は、前記端子設置部の輪郭形状よりも小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記基板設置部の先端部の幅は、前記先端部以外の部分の幅よりも小さい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記基板の裏面は、前記ケースの下端よりも下方に突出している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記基板設置部における前記周壁部に対向する部分は、前記基板設置部の先端側へ行く程、前記周壁部から遠ざかるように傾斜状に形成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記端子設置部における前記スリット部の直上には、切り欠き部が形成されている、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記絶縁層および前記接着剤は、樹脂系材料により構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記半導体素子は、ワイドバンドギャップ半導体材料により構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置および電力変換装置に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電鉄、自動車、およびＦＡ機器に搭載されるインバータには半導体装置が実装されている。半導体装置には、基板の周縁部に端子付きのケースを接着剤により固定し、ケース内を封止した構造が多い。さらに、ケースを放熱部材にネジなどで取り付けることで、半導体装置に搭載された半導体素子から発生した熱を、放熱部材を経由して放熱する構造が採用されている。このような、半導体装置では、基板の裏面がケースの下端よりも引っ込んでいると、基板を外部の放熱部材に密着させることが困難となり放熱性が低下する。
【０００３】
この問題を解消するために、例えば、特許文献１に記載の半導体装置では、ケースの段付き座面と基板との間にゴムのような弾性を有するスペーサが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１３３７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤボンディングでは、ワイヤ（内部配線に相当する）に超音波を加振して端子に摩擦をかけて接合するが、その際、端子が動かないように基板の裏面を吸着などで固定する。特許文献1に記載の半導体装置のように、スペーサがゴムのような弾性を有し、かつ、ケースとスペーサとの間の接合面およびスペーサと基板との間の接合面といった、複数の接合面がある場合、ワイヤボンディング時の超音波の振動が分散することから、効率的にワイヤを端子に接合することができない。そのため、ワイヤと端子との接合強度が低下する場合があった。
【０００６】
そこで、本開示は、半導体装置において、放熱性を確保しつつ、内部配線と端子との接合強度を向上させることが可能な技術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】
【０００７】
本開示に係る半導体装置は、絶縁層と、前記絶縁層上に形成された導電パターンとを有する基板と、前記導電パターン上に搭載された半導体素子と、前記基板の周縁部に接着剤により固定された枠状のケースと、前記ケースに取り付けられた端子と、前記半導体素子と前記端子を接続する内部配線と、を備え、前記ケースは、周壁部と、前記周壁部から内周側へ突出し前記端子が設置された端子設置部と、前記端子設置部から下方へ突出し前記基板の上面に対向する基板設置部とを有し、前記基板の前記周縁部には、前記導電パターンは形成されておらず、前記絶縁層が露出しており、前記基板設置部と、前記基板の前記周縁部において露出する前記絶縁層は前記接着剤により固定され、前記基板設置部は、前記端子における前記内部配線との接続部の直下に位置する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ケースは、端子設置部から下方へ突出する基板設置部を有するため、スペーサを追加することなく、基板の裏面をケースの下端よりも突出させることができる。その結果、基板を外部の放熱部材に密着させることが可能となり、半導体装置の放熱性を確保することができる。
【０００９】
さらに、基板設置部は接続部の直下に位置し、基板設置部の下側に位置する接着剤の厚みは、基板設置部が設けられていない場合と比べて薄くなるため、ワイヤボンディング時に超音波の振動が接着剤中に分散しにくくなる。その結果、内部配線と端子との接合強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る半導体装置の上面図である。
実施の形態１に係る半導体装置が備える端子設置部周辺の断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態１において接着剤の塗布工程を示す断面図である。
実施の形態１において樹脂ケースの接着工程を示す断面図である。
実施の形態１においてワイヤボンディング工程と封止工程とを示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の外部の放熱部材への取り付け工程を示す断面図である。
実施の形態１の変形例に係る半導体装置が備える端子設置部周辺の断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置が備える端子設置部周辺の断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置が備える端子設置部周辺の断面図である。
実施の形態３においてネジ締めした状態を示す端子設置部周辺の断面図である。
実施の形態４に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【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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