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公開番号2025077578
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189875
出願日2023-11-07
発明の名称半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20250512BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電極に加わる熱応力を低減し、電極の歪みを低減することができ、信頼性を向上させることができる半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体モジュールは、半導体素子1を搭載した積層基板5と、半導体素子1に電気的に接続されるリードフレーム10と、半導体素子1とリードフレーム10と積層基板5とを含む被封止部材を封止する封止樹脂8と、を備える。リードフレーム10は、半導体素子1と接合する接合部31の上面に複数の凹部23が設けられている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子を搭載した積層基板と、
前記半導体素子に電気的に接続されるリードフレームと、
前記半導体素子と前記リードフレームと前記積層基板とを含む被封止部材を封止する封止樹脂と、
を備え、
前記リードフレームは、前記半導体素子と接合する接合部の上面に複数の凹部が設けられていることを特徴とする半導体モジュール。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記凹部は、孔径が０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、深さが０．１ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記接合部の体積に対する前記凹部の体積の比率は５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記接合部の長さをＬ、前記リードフレームの根元から前記凹部の中心までの長さをＤとすると、
前記凹部は、前記リードフレームの奥行き方向に一列に設けられ、
前記凹部の位置は、比率Ｄ／Ｌが６０％以下の位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記凹部の位置は、比率Ｄ／Ｌが１０％以上４０％以下の位置に設けられることを特徴とする請求項４に記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記接合部の長さをＬ、前記リードフレームの根元から、前記根元から最も離れた前記凹部の中心までの長さをＤとすると、
前記凹部は、前記リードフレームの奥行き方向に比率Ｄ／Ｌまでの位置に複数の列で設けられ、
前記比率Ｄ／Ｌは、５％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記比率Ｄ／Ｌは、２０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項６に記載の半導体モジュール。
【請求項８】
半導体素子を積層基板に接合する第１工程と、
前記積層基板をケースに搭載する第２工程と、
前記半導体素子と複数の凹部を有するリードフレームとを接合する第３工程と、
前記ケース内に樹脂を注入する第４工程と、
前記樹脂を硬化させる第５工程と、
含み、
前記第３工程より前に、前記リードフレームに前記半導体素子と接合する接合部に前記複数の凹部を形成する工程を含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ワイヤをリード部に接合する前に、リード部にレーザー照射により粗化領域を形成し、ワイヤの接合部がモールド樹脂との密着性が高い領域に囲まれ、応力に起因するワイヤの断線を抑制する半導体装置が公知である（下記、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１５７０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の半導体モジュールでは、熱応力により、リードフレームと封止樹脂が剥がれたり、半導体素子の電極に亀裂が入ったり、電極とはんだ等の接合材との間が剥離するという課題がある。
【０００５】
この開示は、上述した従来技術による問題点を解消するため、電極に加わる熱応力を低減し、電極の歪みを低減することができ、信頼性を向上させることができる半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、本開示の目的を達成するため、この開示にかかる半導体モジュールは、次の特徴を有する。半導体モジュールは、半導体素子を搭載した積層基板と、前記半導体素子に電気的に接続されるリードフレームと、前記半導体素子と前記リードフレームと前記積層基板とを含む被封止部材を封止する封止樹脂と、を備え、前記リードフレームは、前記半導体素子と接合する接合部の上面に複数の凹部が設けられている。
【０００７】
上述した開示によれば、リードフレームの接合部上に凹部を複数個設けることで、上面電極に加わる熱応力を低減し、上面電極の歪みを低減することができ、半導体モジュールの信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示にかかる半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法によれば、電極に加わる熱応力を低減し、電極の歪みを低減することができ、信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態にかかる半導体モジュールの構造を示す断面図である。
実施の形態にかかる半導体モジュールの半導体チップとリードフレームの接合部の構造を示す断面図である。
実施の形態にかかる半導体モジュールのリードフレームの構造を示す平面図である。
実施の形態にかかる半導体モジュールのリードフレームの構造を示す上面図である。
実施の形態にかかる半導体モジュールのリードフレームの構造を示す斜視図である。
実施の形態にかかる半導体モジュールの凹部体積率と上面電極の歪みとの関係を示すグラフである。
実施の形態にかかる半導体モジュールの凹部の長手方向位置と上面電極の歪みとの関係を示すグラフである。
実施の形態にかかる半導体モジュールの凹部を設ける長手方向位置と上面電極の歪みとの関係を示すグラフである（その１）。
実施の形態にかかる半導体モジュールの凹部を設ける長手方向位置と上面電極の歪みとの関係を示すグラフである（その２）。
実施の形態にかかる半導体モジュールの凹部の長手方向位置と上面電極の歪みとの関係を示すグラフである（その１）。
実施の形態にかかる半導体モジュールの凹部の長手方向位置と上面電極の歪みとの関係を示すグラフである（その２）。
従来の半導体モジュールの熱応力による上面電極の歪みを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜本開示の実施形態の概要＞
上述した課題を解決し、本開示の目的を達成するため、この開示にかかる半導体モジュールは、次の特徴を有する。半導体モジュールは、半導体素子（半導体チップとも称す）を搭載した積層基板と、前記半導体素子に電気的に接続されるリードフレームと、前記半導体素子と前記リードフレームと前記積層基板とを含む被封止部材を封止する封止樹脂と、を備え、前記リードフレームは、前記半導体素子と接合する接合部の上面に複数の凹部が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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