特許ウォッチ

公開番号2025043124
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150452
出願日2023-09-15
発明の名称半導体装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H01L 23/48 20060101AFI20250321BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】第1支持部材と第2支持部材とがショートすることを抑制する。
【解決手段】第1支持部材10は、支持部11、絶縁層12、導電部13が順に積層されて構成され、導電部13が半導体チップ20と電気的に接続されており、一面51aおよび他面51bを有し、一方向を長手方向とする板状とされ、長手方向の一端部側の他面51b側に凹部52が形成された主端子部51と、凹部52に配置され、はんだで構成される接合部材94と、を有し、主端子部51は、他面51bが第1支持部材10の導電部13と当接する状態で凹部52内に配置された接合部材94を介して導電部13と接続され、主端子部51および第1支持部材10の少なくとも一方には、接合部材94が主端子部51の一面に広がることを抑制する広がり抑制部53が形成されるようにする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
半導体装置であって、
一面（１０ａ）を有する第１支持部材（１０）と、
前記第１支持部材上に配置されて前記第１支持部材と電気的に接続され、厚さ方向に電流を流す半導体素子が形成された半導体チップ（２０）と、
前記半導体チップを挟んで前記第１支持部材と反対側に配置され、前記半導体チップと電気的に接続される第２支持部材（４０）と、を備え、
前記第１支持部材は、支持部（１１）、絶縁層（１２）、導電部（１３）が順に積層されて構成され、前記導電部が前記半導体チップと電気的に接続されており、
一面（５１ａ）および他面（５１ｂ）を有し、一方向を長手方向とする板状とされ、前記長手方向の一端部側の前記他面側に凹部（５２）が形成された主端子部（５１）と、
前記凹部に配置され、はんだで構成される接合部材（９４）と、を有し、
前記主端子部は、前記他面が前記第１支持部材の導電部と当接する状態で前記凹部内に配置された前記接合部材を介して前記導電部と接続され、
前記主端子部および前記第１支持部材の少なくとも一方には、前記接合部材が前記主端子部の一面に広がることを抑制する広がり抑制部（５３、５４、１５）が形成されている半導体装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記主端子部の側面は、前記凹部の底面（５２ａ）と繋がり、前記長手方向と交差する第１端面（５１ｃ）および前記長手方向に沿った第２端面（５１ｄ）を有し、
前記主端子部の凹部の底面は、前記接合部材と接合される部分の中心（Ｃ１）と前記第１端面との間、および前記中心と前記第２端面との間の長さ（Ｌ１、Ｌ２）が異なっており、前記長さが短くなる間のうちの前記接合部材と接合される部分と異なる部分に、前記広がり抑制部が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記主端子部の側面は、前記凹部の底面（５２ａ）と繋がり、前記長手方向と交差する第１端面（５１ｃ）および前記長手方向に沿った第２端面（５１ｄ）を有し、
前記主端子部の凹部の底面は、前記接合部材と接合される部分の中心（Ｃ１）と前記第１端面との間、および前記中心と前記第２端面との間の長さ（Ｌ１、Ｌ２）が同じとされ、それぞれの間のうちの前記接合部材と接合される部分と異なる部分に、前記広がり抑制部が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記主端子部の側面は、前記凹部の底面（５２ａ）と繋がり、前記長手方向と交差する第１端面（５１ｃ）および前記長手方向に沿った第２端面（５１ｄ）を有し、
前記主端子部の凹部の底面は、前記接合部材と接合される部分の中心（Ｃ１）と前記第１端面との間、および前記中心と前記第２端面との間の長さ（Ｌ１、Ｌ２）が異なっており、
前記第１支持部材は、前記第１支持部材の面方向に対する法線方向において、前記中心と前記第１端面との間、および前記中心と前記第２端面との間の長さのうちの短くなる方の端面と重なる部分に、前記広がり抑制部が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記主端子部の側面は、前記凹部の底面（５２ａ）と繋がり、前記長手方向と交差する第１端面（５１ｃ）および前記長手方向に沿った第２端面（５１ｄ）を有し、
前記主端子部の凹部の底面は、前記接合部材と接合される部分の中心（Ｃ１）と前記第１端面との間、および前記中心と前記第２端面との間の長さ（Ｌ１、Ｌ２）が同じとされており、
前記第１支持部材は、前記第１支持部材の面方向に対する法線方向において、前記第１端面および前記第２端面と重なる部分に、前記広がり抑制部が形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記広がり抑制部は、粗化部（５３）である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記広がり抑制部は、壁部（５４）である請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２支持部材は、支持部（４１）、絶縁層（４２）、導電部（４３）が順に積層され、前記導電部が前記半導体チップと電気的に接続され、
一面（６１ａ）および他面（６１ｂ）を有し、一方向を長手方向とする板状とされ、前記長手方向の一端部側の前記他面側に凹部（６２）が形成された主端子部（６１）と、
当該主端子部の前記凹部に配置され、はんだで構成される接合部材（９５）と、を有し、
前記主端子部は、前記他面が前記第２支持部材の導電部と当接する状態で前記凹部内に配置された前記接合部材を介して前記導電部と接続され、
前記主端子部および前記第２支持部材の少なくとも一方には、前記接合部材が前記主端子部の一面に広がることを抑制する広がり抑制部（６３）が形成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の半導体装置。

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ものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、第１支持部材と第２支持部材との間に半導体チップを配置した半導体装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、第１支持部材は、半導体チップと接続される第１搭載部と、第１搭載部と一体化され、外部回路と接続される第１主端子部とを有する構成とされている。第２支持部材は、第１支持部材と同様に、半導体チップと接続される第２搭載部と、第２搭載部と一体化され、外部回路と接続される第２主端子部とを有する構成とされている。
【０００３】
なお、この半導体装置における第１支持部材は、銅等の金属で構成されるリードフレームがプレス成型等されることにより、第１搭載部と第１主端子部とが一体的に形成されている。つまり、第１搭載部と第１主端子部とは、１つの材料を成形することで形成されている。同様に、第２支持部材は、銅等の金属で構成されるリードフレームがプレス成型等されることにより、第２搭載部と第２主端子部とが一体的に形成されている。つまり、第２搭載部と第２主端子部とは、１つの材料を成形することで形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１９７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような半導体装置は、使用時には、放熱性を向上させるため、例えば、第１支持部材が冷却装置に冷却装置用接合部材を介して接合される。なお、冷却装置用接合部材は、第１支持部材と冷却装置との絶縁性を確保しつつ、第１支持部材から冷却装置への放熱性が低下し難いように、例えば、グリス等の接合層、樹脂等の絶縁層、グリス等の接合層が順に積層されて構成される。
【０００６】
しかしながら、グリス等の接合層は、熱伝導率が銅等の金属よりも低い。このため、本発明者らは、グリス等の接合層の層数を少なくすることにより、さらに、第１支持部材側から冷却装置への放熱性が低下し難くなる構成を検討している。
【０００７】
そして、本発明者らは、第１支持部材として、支持部、絶縁層、導電部で構成されるものを用い、導電部を半導体チップに接続すると共に、第１主端子部を導電部にはんだを介して接合する構成を検討している。なお、支持部および導電部は、銅等の金属で構成され、絶縁層は、樹脂等で構成される。
【０００８】
これによれば、第１支持部材を冷却装置に接続する際、第１支持部材は、導電部と支持部とが絶縁層で予め絶縁されているため、支持部と冷却装置との間にグリス等の接合層を１層配置すればよい。つまり、この構成では、冷却装置に配置する際、グリス等で構成される接合層の層数を少なくでき、第１支持部材側から冷却装置への放熱性が低下することを抑制できる。
【０００９】
しかしながら、この構成では、第１支持部材の導電部と第１主端子部とを接続するはんだが第１主端子部を這い上がり、這い上がったはんだが第２支持部材に達することで第１支持部材と第２支持部材とがショートしてしまう懸念がある。
【００１０】
本開示は、第１支持部材と第２支持部材とがショートすることを抑制できる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】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許