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公開番号2025026715
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2024217769,2020104226
出願日2024-12-12,2020-06-17
発明の名称半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250214BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】絶縁回路基板及び半導体チップ等とプリント基板との間の接合力が高められ、接合性に優れた半導体装置を提供する。
【解決手段】導体層12a,12bを有する絶縁回路基板1と、半導体チップ3a,3bと、プリント基板6と、ピン端子5a～5fと、導電層12a,12b上に配置された支持部76a,77a、及び支持部76a,77aに接続され導電層12a,12bと平行に外側に延伸した端子部76b,77bを備え、断面視において、L字状に折れ曲がった形状である外部端子76,77と、絶縁回路基板1、半導体チップ3a,3b、ピン端子5a～5f、プリント基板6及び外部端子76,77を封止し、外部端子76,77の一部を側面から露出する封止部材8を備え、絶縁回路基板1の上面から支持部76a,77aの上面までの高さが、絶縁回路基板1の上面から半導体チップ3a,3bの上面までの高さよりも高い。
【選択図】図24
特許請求の範囲【請求項１】
導体層を有する絶縁回路基板と、
前記絶縁回路基板上に搭載された半導体チップと、
前記半導体チップの上方に配置されたプリント基板と、
前記プリント基板に挿入され、前記半導体チップの上面に接合材を介して接合するピン端子と、
前記絶縁回路基板の前記導電層上に配置された支持部と、前記支持部に接続され前記絶縁回路基板の前記導電層と平行に外側に延伸した端子部とを備え、断面視において、Ｌ字状に折れ曲がった形状である外部端子と、
前記絶縁回路基板、前記半導体チップ、前記ピン端子、前記プリント基板及び前記外部端子を封止し、前記外部端子の一部を側面から露出する封止部材と、
を備え、
前記絶縁回路基板の上面から前記支持部の上面までの高さが、前記絶縁回路基板の上面から前記半導体チップの上面までの高さよりも高いことを特徴とする半導体装置。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記支持部の上面と、前記プリント基板の下面との距離が０以上、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記支持部が、前記半導体チップよりも、前記絶縁回路基板の周辺側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
複数の前記外部端子を有し、
前記外部端子の前記端子部が、前記封止樹脂の対向する側面からそれぞれ外側に向かって延伸していることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記プリント基板を貫通し、前記絶縁回路基板の上面に接合材を介して接合する他のピン端子を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体チップを搭載した半導体装置（半導体モジュール）に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
パワー半導体チップ（以下、単に「半導体チップ」という。）を搭載した半導体装置は、モータやインバータなど可変速駆動用途や電力変換用途で主に利用される。半導体装置の利用されるアプリケーションにより、求められる機能や性能が異なり、その要求品質に応じて、様々な構成、構造、形状の半導体装置が提供されている。
【０００３】
特許文献１には、導電性板材の間にビーズコアが配置され、ビーズコアの穴に導電性ピンが挿入された放熱構造が記載されている。特許文献２には、絶縁回路基板上に穴のあるブロックをはんだ付けし、穴に筒状のスライド支持部材を刺し、スライド支持部材の穴にピンを刺した半導体モジュールが記載されている。特許文献３には、絶縁基板の導電性板上に筒状コンタクト部材が配置され、筒状コンタクト部材に外部電極用端子がはめ込まれ、外部電極用端子の上端がプリント基板に挿入された半導体装置が記載されている。
【０００４】
特許文献４には、半導体装置の内部における絶縁回路基板と半導体素子、半導体素子とプリント基板に圧入されたピン端子、絶縁回路基板とプリント基板に圧入されたピン端子の接続方法として、はんだ等の接合材を介して直接接合する技術が記載されている。また、プリント基板のビアホールへのピン端子の圧入深さにより、そのピン端子と半導体素子及び絶縁回路基板との接合距離を制御する技術が記載されている。
【０００５】
特許文献５には、絶縁回路基板に凹部を形成し、プリント基板に挿入された外部端子により、電気的な接合と、半導体素子とプリント基板に圧入されたピン端子との相対的位置が自己整合的に調整される技術が記載されている。また、プリント基板のビアホールに外部端子を支持する位置及びピン端子の圧入深さにより、ピン端子と半導体素子及び絶縁回路基板との接合距離を制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－１０９２３６号公報
特開２０１９－１１０２８４号公報
国際公開第２０１７／１５９５０５号（図９）
特開２０１３－１２５８０４号公報
特開２０１９－１６１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献４に記載の技術では、はんだ等の接合材の接合時の加熱処理により、絶縁回路基板及びプリント基板に変形が生じ、プリント基板に圧入されたピン端子と半導体素子及び絶縁回路基板との所定の距離が得られない場合がある。また、絶縁回路基板及びプリント基板の変形の度合いによっては、電気的な接続が保てない場合がある。
【０００８】
特許文献５に記載の技術は、上記問題をも鑑みてなされたものであるが、大容量の半導体装置では、半導体素子の搭載数が増加することにより、使用される絶縁回路基板及びプリント基板の寸法が大きくなる。このため、はんだ等の接合材の接合時の加熱処理により絶縁回路基板及びプリント基板の変形もより大きく生じ、プリント基板に圧入されたピン端子と半導体素子及び絶縁回路基板との所定の距離が保てないおそれがある。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、絶縁回路基板及び半導体チップ等とプリント基板との間の接合力が高められ、接合性に優れた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】
【００１０】
本発明の一態様は、導体層を有する絶縁回路基板と、絶縁回路基板上に搭載された半導体チップと、半導体チップの上方に配置されたプリント基板と、プリント基板に挿入され、半導体チップの上面に接合材を介して接合するピン端子と、絶縁回路基板の導電層上に配置された支持部と、支持部に接続され絶縁回路基板の導電層と平行に外側に延伸した端子部とを備え、断面視において、Ｌ字状に折れ曲がった形状である外部端子と、絶縁回路基板、半導体チップ、ピン端子、プリント基板及び外部端子を封止し、外部端子の一部を側面から露出する封止部材と、を備え、絶縁回路基板の上面から支持部の上面までの高さが、絶縁回路基板の上面から半導体チップの上面までの高さよりも高い半導体装置であることを要旨とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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