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公開番号2025145247
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024045330
出願日2024-03-21
発明の名称半導体装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20250926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】絶縁不良が生じるのを抑制できる半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体装置は、基板50,60、両面に主電極を有する半導体素子40、および封止樹脂体30を備える。基板50,60は、絶縁基材の表面に配置され、パターニングされた表面金属体52,62と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体を有する。裏面金属体は、封止樹脂体30から露出する露出面を有する。表面金属体52,62は、平面視において複数の角部54,64を有する。複数の角部54,64の一部は、意図的に切り欠かれている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁基材（５１，６１）と、前記絶縁基材の表面に配置され、パターニングされた表面金属体（５２，６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（５３，６３）と、を有する基板（５０，６０）と、
第１主電極（４１）と、前記第１主電極とは板厚方向において反対の面に設けられた第２主電極（４２）と、を有し、前記基板に配置されて前記表面金属体に電気的に接続された半導体素子（４０）と、
前記基板および前記半導体素子を封止する封止樹脂体（３０）と、を備え、
前記裏面金属体は、前記封止樹脂体から露出し、冷却器に熱的に接続される露出面（５３ａ，６３ａ）を有し、
前記表面金属体は、前記板厚方向の平面視において複数の角部（５４，５５，６４）を有し、
複数の前記角部の少なくとも一部が切り欠かれている、半導体装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
複数の前記角部は、切り欠かれた前記角部である第１角部（５４０，６４０）と、第２角部（５４２，６４２）と、を含み、
前記平面視において前記表面金属体の外形輪郭をなし、任意の前記角部に連なる２つの直線部を仮想的に延長した部分と前記角部とにより規定される除去面積は、第１角部において前記第２角部よりも大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記封止樹脂体は、ゲート痕（３２）を有し、
前記第１角部は、前記ゲート痕からもっとも離れた位置の前記角部を含む、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２角部は、前記ゲート痕にもっとも近い位置の前記角部を含む、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記基板は、前記平面視において矩形状をなしており、
複数の前記角部は、前記基板の四隅に対応する４つの角部を含み、
前記４つの角部の少なくともひとつが、前記第１角部である、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記封止樹脂体は、ゲート痕（３２）を有し、
前記基板は、前記平面視において矩形状の外形輪郭をなす四辺として、第１辺（５１５、６１５）および第２辺（５１７，６１７）と、前記第１辺および前記第２辺よりも前記ゲート痕から離れて位置する第３辺（５１４，６１４）および第４辺（５１６，６１６）を有し、
前記表面金属体の端部から前記絶縁基材の端部までの幅である絶縁幅は、前記第３辺および前記第４辺において前記第１辺および前記第２辺よりも広い、請求項１～５いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記表面金属体は、第１導体パターン（５２１，６２１）と、前記第１導体パターンとは電位が異なり、前記第１導体パターンの隣に位置する第２導体パターン（５２２，６２２）と、を含み、
前記第１導体パターンと前記第２導体パターンとの間隔が、前記表面金属体の端部から前記絶縁基材の端部までの幅である絶縁幅であって、切り欠かれた前記角部を除く部分の前記絶縁幅よりも広い、請求項１～５いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記間隔は、切り欠かれた前記角部を除く部分の前記絶縁幅の１．５倍以上である、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
絶縁基材（５１，６１）と、前記絶縁基材の表面に配置され、パターニングされた表面金属体（５２，６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（５３，６３）と、を有する基板（５０，６０）と、
第１主電極（４１）と、前記第１主電極とは板厚方向において反対の面に設けられた第２主電極（４２）と、を有し、前記基板に配置されて前記表面金属体に電気的に接続された半導体素子（４０）と、
前記基板および前記半導体素子を封止する封止樹脂体（３０）と、を備え、
前記裏面金属体は、前記封止樹脂体から露出し、冷却器に熱的に接続される露出面（５３ａ，６３ａ）を有し、
前記封止樹脂体は、ゲート痕（３２）を有し、
前記基板は、前記板厚方向の平面視において矩形状の外形輪郭をなす四辺として、第１辺（５１５、６１５）および第２辺（５１７，６１７）と、前記第１辺および前記第２辺よりも前記ゲート痕から離れて位置する第３辺（５１４，６１４）および第４辺（５１６，６１６）を有し、
前記表面金属体の端部から前記絶縁基材の端部までの幅である絶縁幅は、前記第３辺および前記第４辺において前記第１辺および前記第２辺よりも広い、半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、両面に金属体を有する基板、基板上に配置された半導体素子、基板および半導体素子を封止する封止樹脂体を備えた半導体モジュールを開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１０１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、基体部の一面上に、積層基板（基板）と筐体部が配置されている。半導体チップ（半導体素子）は、基板の導体パターン（表面金属体）上に配置されている。筐体部は、基板および半導体素子を取り囲むように配置されている。基板は、金属層（裏面金属体）が基体部に接触する状態で、筐体部の内側の空間に充填された封止樹脂体（封止体）により封止されている。このように、半導体素子が実装された基板を樹脂封止する構成では、ボイドによって絶縁不良が生じる虞がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、半導体装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
本開示の目的のひとつは、絶縁不良が生じるのを抑制できる半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示のひとつの態様である半導体装置は、
絶縁基材（５１，６１）と、絶縁基材の表面に配置され、パターニングされた表面金属体（５２，６２）と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（５３，６３）と、を有する基板（５０，６０）と、
第１主電極（４１）と、第１主電極とは板厚方向において反対の面に設けられた第２主電極（４２）と、を有し、基板に配置されて表面金属体に電気的に接続された半導体素子（４０）と、
基板および半導体素子を封止する封止樹脂体（３０）と、を備え、
裏面金属体は、封止樹脂体から露出し、冷却器に熱的に接続される露出面（５３ａ，６３ａ）を有し、
表面金属体は、板厚方向の平面視において複数の角部（５４，５５，６４）を有し、
複数の角部の少なくとも一部が切り欠かれている。
【０００７】
開示の半導体装置によれば、表面金属体が有する複数の角部の少なくとも一部を、意図的に切り欠いている。切り欠きにより、たとえば封止樹脂体の形成時において、ボイドが角部に滞留し難くなる。切り欠くことで表面金属体の角部を裏面金属体から遠ざけているので、角部にボイドが生じても、たとえば表面金属体と裏面金属体とがボイドでつながり、絶縁を確保できなくなるのを抑制することができる。この結果、ボイドにより絶縁不良が生じるのを抑制できる半導体装置を提供することができる。
【０００８】
開示の他のひとつの態様である半導体装置は、
絶縁基材（５１，６１）と、絶縁基材の表面に配置され、パターニングされた表面金属体（５２，６２）と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（５３，６３）と、を有する基板（５０，６０）と、
第１主電極（４１）と、第１主電極とは板厚方向において反対の面に設けられた第２主電極（４２）と、を有し、基板に配置されて表面金属体に電気的に接続された半導体素子（４０）と、
基板および半導体素子を封止する封止樹脂体（３０）と、を備え、
裏面金属体は、封止樹脂体から露出し、冷却器に熱的に接続される露出面（５３ａ，６３ａ）を有し、
封止樹脂体は、ゲート痕（３２）を有し、
基板は、板厚方向の平面視において矩形状の外形輪郭をなす四辺として、第１辺（５１５、６１５）および第２辺（５１７，６１７）と、第１辺および第２辺よりもゲート痕から離れて位置する第３辺（５１４，６１４）および第４辺（５１６，６１６）を有し、
表面金属体の端部から絶縁基材の端部までの幅である絶縁幅は、第３辺および第４辺において第１辺および第２辺よりも広い。
【０００９】
ゲートに近い位置でエアを巻き込んでも樹脂の流れに押されるため、ボイドは、封止樹脂体においてゲート痕から離れた位置に生じやすい。開示の半導体装置によれば、絶縁幅を、ゲート痕から離れて位置する第３辺および第４辺において、ゲート痕に近い第１辺および第２辺よりも広くする。絶縁幅を広くすることで表面金属体を裏面金属体から遠ざけているので、表面金属体の端部に隣接してボイドが生じても、たとえば表面金属体と裏面金属体とがボイドでつながり、絶縁を確保できなくなるのを抑制することができる。この結果、ボイドにより絶縁不良が生じるのを抑制できる半導体装置を提供することができる。
【００１０】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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