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公開番号2025044428
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023151987
出願日2023-09-20
発明の名称半導体装置、電力変換装置、及び、半導体装置の製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250326BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体装置の絶縁性能の信頼性を高め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】半導体装置は、絶縁層の縁部に設けられた接着剤と、絶縁層の縁部と接着剤で固定された固定部分と、固定部分よりも上側に位置する内壁と、内壁から突出し、断面視において固定部分側に1段以上の階段状を有する段差部とを有する樹脂ケースと、樹脂ケースの外部に位置する第1端部と、段差部に接する第2端部とを有する外部電極とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
金属板上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に選択的に設けられた導体パターンと、
前記導体パターンに搭載された半導体素子と、
前記絶縁層の縁部に設けられた接着剤と、
前記絶縁層の前記縁部と前記接着剤で固定された固定部分と、前記固定部分よりも上側に位置する内壁と、前記内壁から突出し、断面視において前記固定部分側に１段以上の階段状を有する段差部とを有する樹脂ケースと、
前記樹脂ケースの外部に位置する第１端部と、前記段差部に接する第２端部とを有する外部電極と、
前記第２端部と前記半導体素子とを電気的に接続する金属ワイヤと
を備える、半導体装置。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記絶縁層及び前記樹脂ケースに囲まれる封止樹脂をさらに備え、
前記封止樹脂と接し、上下方向に延在する貫通孔が、前記段差部に設けられている、半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置であって、
前記段差部は、平面視において四角枠状を有し、
前記貫通孔は、平面視において前記段差部の四隅に設けられている、半導体装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の半導体装置であって、
前記貫通孔の直径は０．４ｍｍ以上である、半導体装置。
【請求項５】
請求項２に記載の半導体装置であって、
複数の前記貫通孔が、上面視において左右非対称に設けられている、半導体装置。
【請求項６】
請求項２に記載の半導体装置であって、
前記貫通孔の内径が、下方向から上方向に向かうにつれて小さくなっている、半導体装置。
【請求項７】
請求項２に記載の半導体装置であって、
前記第２端部を通らずに前記樹脂ケースの前記内壁及び前記段差部を通る断面において、前記段差部よりも下側の前記内壁の内径が、下方向から上方向に向かうにつれて小さくなっている、半導体装置。
【請求項８】
請求項２に記載の半導体装置であって、
平面視における複数の前記貫通孔の面積の合計が、平面視における前記段差部のうち前記第２端部が設けられた部分を除く部分の面積の１／４倍以上である、半導体装置。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体装置であって、
平面視における前記段差部の内周部に、断面視において上下方向に貫通する切欠きが設けられている、半導体装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体装置であって、
平面視において、前記導体パターンが前記樹脂ケースの前記段差部と部分的に重なっている、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、電力変換装置、及び、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Factory Automation）機器などに搭載されるインバータ及びサーボアンプには半導体装置が実装されている。半導体装置には、ケースタイプの半導体モジュールがある（例えば特許文献１）。この半導体モジュールは、外部と電気的に接続するための電極端子が埋め込まれた樹脂ケースと、半導体素子を含む主回路が設けられた基板とを接着剤で接合し、電極端子と主回路とをワイヤボンド等で接続し、それらを封止樹脂で封止することで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２５２０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板と樹脂ケースとを接着する際、接着剤の塗布量が少ないと、基板と樹脂ケースとの間に隙間ができて封止樹脂が漏れるリスクがあるため、一般的に接着剤は多めに塗布される。しかしながら、特許文献１のように、樹脂ケースの内壁が上側に向かうにつれて導体パターンに近づくようなテーパ形状を有する構成にて接着剤を多くすると、樹脂ケースの内側にはみ出た接着剤が、テーパ形状によって導体パターンに向かうように誘導される。この結果、接着剤が導体パターンに接触して、半導体装置の絶縁性能の信頼性が低下する可能性がある。
【０００５】
なお、基板の回路面積を制限したり、基板及び樹脂ケースの外形を大きくしたりすれば、樹脂ケースの内壁と基板の導体パターンとの間の距離を大きくすることができるので、接着剤が導体パターンに接触することを抑制することはできる。しかしながら、この場合には、放熱性、生産性、または、基板の回路レイアウトの自由度が低下したり、半導体装置が大型化したりするなどの新たな問題が生じる。
【０００６】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、半導体装置の絶縁性能の信頼性を高め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、金属板上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に選択的に設けられた導体パターンと、前記導体パターンに搭載された半導体素子と、前記絶縁層の縁部に設けられた接着剤と、前記絶縁層の前記縁部と前記接着剤で固定された固定部分と、前記固定部分よりも上側に位置する内壁と、前記内壁から突出し、断面視において前記固定部分側に１段以上の階段状を有する段差部とを有する樹脂ケースと、前記樹脂ケースの外部に位置する第１端部と、前記段差部に接する第２端部とを有する外部電極と、前記第２端部と前記半導体素子とを電気的に接続する金属ワイヤとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、樹脂ケースの段差部は、断面視において固定部分側に１段の階段状を有している。このような構成によれば、半導体装置の絶縁性能の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す上面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。
実施の形態１に係る半導体装置の一部の構成を示す拡大上面図である。
実施の形態１に係る半導体装置の一部の構成を示す拡大断面図である。
変形例１に係る半導体装置の構成を示す上面図である。
変形例２に係る半導体装置の一部の構成を示す拡大断面図である。
変形例２に係る半導体装置の一部の構成を示す拡大断面図である。
実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す上面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す上面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す側面図である。
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】
【００１０】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「表」または「裏」などの特定の位置及び方向は、実際の実施時の位置及び方向とは必ず一致しなくてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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