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公開番号2025171942
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2025002448
出願日2025-01-07
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 23/12 20060101AFI20251113BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】絶縁信頼性を高めることができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】基板60は、樹脂を含む絶縁基材61、パターニングされた表面金属体62、裏面金属体を備える。表面金属体62は、N配線621と、ギャップ62Gを有してN配線621の隣に配置された中継配線622を有する。絶縁基材61は、ギャップ62Gにより露出する露出面611を有する。ギャップ62Gに配置された樹脂成形体30、絶縁基材61、および表面金属体62により三重点95が構成される。半導体装置は、三重点95を含み、N配線621の側面6212、中継配線622の側面6222、および露出面611により規定される領域に設けられ、露出面611から遠ざかる方向への樹脂成形体30の移動を規制する移動規制部100として、逆テーパ部101を備える。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
樹脂を含む絶縁基材（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樹脂成形体（３０）と、を備え、
前記表面金属体は、第１配線（５２１，５２３，６２１）と、所定のギャップを有して前記第１配線の隣に配置された第２配線（５２２，５２４，６２２）と、を有し、
前記絶縁基材は、前記ギャップにより露出する露出面（５１１，６１１）を有し、
前記ギャップに配置された前記樹脂成形体、前記絶縁基材、および前記表面金属体が重なる三重点（９５）と、
前記三重点を含み、前記第１配線および前記第２配線における互いに対向する側面（５２１２，５２２２，５２３２，５２４２，６２１２，６２２２）と前記露出面とにより規定される領域に設けられ、前記露出面から遠ざかる方向への前記樹脂成形体の移動を規制する移動規制部（１００）を備える、半導体装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記移動規制部は、前記側面の少なくとも一部をなし、前記露出面から遠ざかるほど前記第１配線と前記第２配線との対向距離が短くなる逆テーパ部（１０１）を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記移動規制部は、前記側面の少なくとも一部に設けられた粗化部（１０２）を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記側面が段付き形状をなしており、
前記側面の中間部に前記粗化部が設けられている、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記側面は、前記露出面から遠ざかるほど前記第１配線と前記第２配線との対向距離が長くなる順テーパ形状の部分を含む、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記移動規制部は、前記側面の少なくとも一部に配置されたプライマー層（１０３）を含む、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記プライマー層は、前記露出面上にも配置されている、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板は、前記第１主電極に対向配置された第１基板（５０）と、前記第２主電極に対向配置された第２基板（６０）と、を含み、
前記移動規制部は、前記第１基板および前記第２基板の少なくともひとつに設けられている、請求項１～７いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記移動規制部は、前記第１基板および前記第２基板のそれぞれに設けられている、請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１基板と前記第２基板との間に介在して前記第１基板の表面金属体と前記第２基板の表面金属体とに接続され、前記第１基板と前記第２基板とを連結する中継部（１１０）を複数備え、
複数の前記中継部の並び方向において、前記基板における前記中継部の接続部位の間に前記ギャップが設けられ、
前記中継部の接続部位の間の距離が、５．５ｍｍ以上である、請求項８に記載の半導体装置。
（【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】
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 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、絶縁層の表面に配線が配置され、絶縁層の裏面に放熱層が配置された基板、配線に接続された半導体素子、基板および半導体素子を封止する樹脂成形体を備える半導体装置を開示している。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】
国際公開第２０１７／１１９２２６号
【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、ひとつの基板において、上アームＩＧＢＴに接続された配線と下アームＩＧＢＴに接続された配線とが、所定のギャップを介して並んでいる。ギャップには、樹脂成形体が配置されている。絶縁層が樹脂の場合、樹脂成形体が絶縁層に密着することで、固体絶縁により配線間の絶縁距離を確保することができる。
【０００５】
樹脂成形体の成形においては、未反応部分の反応を終わらせるために加熱などのキュア処理が必要である。樹脂成形体はキュア処理により完全に硬化し、樹脂成形体の線膨張係数はキュア処理後においてキュア処理前よりも小さくなる。キュア処理前において、樹脂成形体の線膨張係数は、絶縁層や配線よりも大きい。よって、キュア処理前の樹脂温度の低下時、つまり樹脂成形体の収縮時において、絶縁層、配線、および樹脂成形体の三重点に熱応力が集中し、樹脂成形体が絶縁層に対して剥離する虞がある。このように、絶縁信頼性が低下する虞がある。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。
【０００６】
本開示の目的のひとつは、絶縁信頼性を高めることが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】
【０００７】
開示のひとつの態様である半導体装置は、
樹脂を含む絶縁基材（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樹脂成形体（３０）と、を備え、
表面金属体は、第１配線（５２１，５２３，６２１）と、所定のギャップを有して第１配線の隣に配置された第２配線（５２２，５２４，６２２）と、を有し、
絶縁基材は、ギャップにより露出する露出面（５１１，６１１）を有し、
ギャップに配置された樹脂成形体、絶縁基材、および表面金属体が重なる三重点（９５）と、
三重点を含み、第１配線および第２配線における互いに対向する側面（５２１２，５２２２，５２３２，５２４２，６２１２，６２２２）と露出面とにより規定される領域に設けられ、露出面から遠ざかる方向への樹脂成形体の移動を規制する移動規制部（１００）を備える。
【０００８】
開示の半導体装置によれば、第１配線の側面、第２配線の側面、絶縁基材の露出面により規定される領域に移動規制部が設けられる。よって、キュア処理前における樹脂成形体の収縮時において、樹脂成形体が露出面から遠ざかるのを抑制することができる。つまり、三重点に作用する熱応力を低減することができる。この結果、絶縁信頼性を高めることができる半導体装置を提供することができる。
【０００９】
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】
【００１０】
第１実施形態に係る半導体装置が適用される電力変換回路および駆動システムを示す図である。
電力変換装置を示す図である。
半導体装置を示す平面図である。
樹脂成形体を省略した図である。
図３のV-V線に沿う断面図である。
ドレイン電極側の基板を示す平面図である。
ソース電極側の基板を示す平面図である。
図５のVIII領域を拡大した図である。
図５のIX領域を拡大した図である。
キュア処理前の収縮を示す図である。
角度θと三重点に作用する応力との関係を示す図である。
変形例を示す図である。
第２実施形態に係る半導体装置において、ギャップ周辺を拡大した図である。
変形例を示す図である。
第３実施形態に係る半導体装置において、ギャップ周辺を拡大した図である。
変形例を示す図である。
第４実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
図１７のXVIII-XVIII線に沿う断面図である。
第５実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
応力が作用したときの中間部の変形を示す図である。
中継部間の距離と三重点応力との関係を示す図である。
変形例を示す図である。
第６実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
参考例を示す断面図である。
変形例を示す図である。
第７実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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