JPH0864760A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0864760A JPH0864760A JP6199243A JP19924394A JPH0864760A JP H0864760 A JPH0864760 A JP H0864760A JP 6199243 A JP6199243 A JP 6199243A JP 19924394 A JP19924394 A JP 19924394A JP H0864760 A JPH0864760 A JP H0864760A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- frame body
- semiconductor device
- partition plate
- gel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】温度の上昇・降下に伴う信頼性の低下を防止で
きる半導体装置を提供する。 【構成】冷却フィン１に枠体５を固着し、この枠体内の
冷却フィン上に、枠体５に対向するように仕切板を設け
る。そして、仕切板内の冷却フィン上に、表面に導体層
を有する絶縁基板２を固着し、この絶縁基板２の導体層
上に半導体素子３、及びＳベンド２０を有する配線端子
４を設ける。ここで、Ｓベンド２０の湾曲部２１の高さ
は仕切板９の高さよりも低くする。さらに、仕切板内に
ゲル状封止体６を充填するとともに、枠体５と仕切板９
の間に封止樹脂７を充填する。 【効果】枠体の内側に仕切板を設け枠体を二重構造にす
ることにより、枠体内壁でのゲル状封止体のはい上がり
は防止されるので、半導体装置の信頼性が向上する。
きる半導体装置を提供する。 【構成】冷却フィン１に枠体５を固着し、この枠体内の
冷却フィン上に、枠体５に対向するように仕切板を設け
る。そして、仕切板内の冷却フィン上に、表面に導体層
を有する絶縁基板２を固着し、この絶縁基板２の導体層
上に半導体素子３、及びＳベンド２０を有する配線端子
４を設ける。ここで、Ｓベンド２０の湾曲部２１の高さ
は仕切板９の高さよりも低くする。さらに、仕切板内に
ゲル状封止体６を充填するとともに、枠体５と仕切板９
の間に封止樹脂７を充填する。 【効果】枠体の内側に仕切板を設け枠体を二重構造にす
ることにより、枠体内壁でのゲル状封止体のはい上がり
は防止されるので、半導体装置の信頼性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パワーモジュール型の
半導体装置の信頼性向上に関する。
半導体装置の信頼性向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２に従来のパワーモジュール半導体
装置の平面図を示し、図１３に正面図を示す。図１４は
図１２のＡ−Ａ矢視断面図であり、図中の１は冷却フィ
ン、２は絶縁基板、３は半導体素子、４は配線端子、５
は枠体、６はゲル状封止体、７は封止樹脂、８はアルミ
ワイヤーであり、冷却フィン１の上面に絶縁基板２を半
田等でろう付けしている。この絶縁基板２の上には半導
体素子３および配線端子４が設けられ半田等によりろう
付けされている。枠体５は、上記冷却フィン１の周辺部
において冷却フィン１に接着剤等により固着され、この
枠体５内に半導体素子３を外気から遮断するためにゲル
状封止体６を入れ、その上に封止樹脂７を封入して密閉
している。
装置の平面図を示し、図１３に正面図を示す。図１４は
図１２のＡ−Ａ矢視断面図であり、図中の１は冷却フィ
ン、２は絶縁基板、３は半導体素子、４は配線端子、５
は枠体、６はゲル状封止体、７は封止樹脂、８はアルミ
ワイヤーであり、冷却フィン１の上面に絶縁基板２を半
田等でろう付けしている。この絶縁基板２の上には半導
体素子３および配線端子４が設けられ半田等によりろう
付けされている。枠体５は、上記冷却フィン１の周辺部
において冷却フィン１に接着剤等により固着され、この
枠体５内に半導体素子３を外気から遮断するためにゲル
状封止体６を入れ、その上に封止樹脂７を封入して密閉
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の半導体
装置では、封止樹脂硬化時に半導体装置の温度が上昇す
ると、下層のゲル状封止体が膨張し、上層の封止樹脂を
上方向に押し上げる力、及び枠体を横方向に押し広げる
力が作用する。これは、ゲル状封止体の線膨張係数（例
えば３×１０-4／℃）が、封止樹脂及び枠体の線膨張係
数(例えば２.４×１０-5／℃）に比べてかなり大きいた
めである。このゲル状封止体の膨張により、ゲル状封止
体が枠体内面（封止樹脂との界面）をはい上がる。ゲル
状封止体は、枠体と封止樹脂との接着を阻害するため、
結果として枠体と封止樹脂間の接着面積が低下すること
になる。その後、温度が降下すると封止樹脂が収縮し、
枠体と封止樹脂間が開口し、耐湿性が低下するという問
題が生じる。特にゲル状封止体の量が多い大型のパッケ
ージにおいて顕著となる。
装置では、封止樹脂硬化時に半導体装置の温度が上昇す
ると、下層のゲル状封止体が膨張し、上層の封止樹脂を
上方向に押し上げる力、及び枠体を横方向に押し広げる
力が作用する。これは、ゲル状封止体の線膨張係数（例
えば３×１０-4／℃）が、封止樹脂及び枠体の線膨張係
数(例えば２.４×１０-5／℃）に比べてかなり大きいた
めである。このゲル状封止体の膨張により、ゲル状封止
体が枠体内面（封止樹脂との界面）をはい上がる。ゲル
状封止体は、枠体と封止樹脂との接着を阻害するため、
結果として枠体と封止樹脂間の接着面積が低下すること
になる。その後、温度が降下すると封止樹脂が収縮し、
枠体と封止樹脂間が開口し、耐湿性が低下するという問
題が生じる。特にゲル状封止体の量が多い大型のパッケ
ージにおいて顕著となる。
【０００４】本発明の目的は、上記の問題を考慮してな
されたものであり、上記のような温度の上昇・降下に伴
う信頼性の低下を防止できる半導体装置を提供すること
にある。
されたものであり、上記のような温度の上昇・降下に伴
う信頼性の低下を防止できる半導体装置を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置で
は、金属基板に枠体を固着し、この枠体内の金属基板上
に、枠体に対向するように壁部を設ける。そして、壁部
内の金属基板上に、表面に導体層を有する絶縁基板を固
着し、この絶縁基板の導体層上に半導体素子、及びＳベ
ンドを有する配線端子を設ける。ここで、Ｓベンドの湾
曲部の高さは壁部の高さよりも低くする。さらに、壁部
内にゲル状封止体を充填するとともに、枠体と壁部の間
に封止樹脂を充填する。
は、金属基板に枠体を固着し、この枠体内の金属基板上
に、枠体に対向するように壁部を設ける。そして、壁部
内の金属基板上に、表面に導体層を有する絶縁基板を固
着し、この絶縁基板の導体層上に半導体素子、及びＳベ
ンドを有する配線端子を設ける。ここで、Ｓベンドの湾
曲部の高さは壁部の高さよりも低くする。さらに、壁部
内にゲル状封止体を充填するとともに、枠体と壁部の間
に封止樹脂を充填する。
【０００６】
【作用】本発明によれば、ゲル状封止体は、壁部の内部
にあるので、半導体装置最外部の枠体内面とは、接触し
ない。従って、封止樹脂硬化時において半導体装置の温
度が上昇するときに、従来のようなはい上がりの問題が
無くなるので、封止樹脂と枠体壁面との接着面積が広く
なり接着強度が向上する。従って、温度が降下するとき
に枠体と封止樹脂間の開口しないので、耐湿性が向上す
る。さらに、Ｓベンドの湾曲部の高さは壁部の高さより
も低いので、壁部内にゲル状封止体を充填したときにＳ
ベンドの湾曲部はゲル状封止体にある。従って、ゲル状
封止体が膨張・収縮するときに、絶縁基板や半導体素子
及び配線端子に加わる応力を緩和できる。
にあるので、半導体装置最外部の枠体内面とは、接触し
ない。従って、封止樹脂硬化時において半導体装置の温
度が上昇するときに、従来のようなはい上がりの問題が
無くなるので、封止樹脂と枠体壁面との接着面積が広く
なり接着強度が向上する。従って、温度が降下するとき
に枠体と封止樹脂間の開口しないので、耐湿性が向上す
る。さらに、Ｓベンドの湾曲部の高さは壁部の高さより
も低いので、壁部内にゲル状封止体を充填したときにＳ
ベンドの湾曲部はゲル状封止体にある。従って、ゲル状
封止体が膨張・収縮するときに、絶縁基板や半導体素子
及び配線端子に加わる応力を緩和できる。
【０００７】以上により、温度の上昇・降下に伴う半導
体装置の信頼性の低下を防止できる。
体装置の信頼性の低下を防止できる。
【０００８】
（実施例１）図１は本発明の第１の実施例の側面断面図
を示し、図２はその半導体装置の正面断面図を示す。
尚、枠体５以外の半導体装置の構造は、従来例と同一の
ものである。図３に枠体の平面図を示し、図４は図３の
Ｂ−Ｂ断面図である。
を示し、図２はその半導体装置の正面断面図を示す。
尚、枠体５以外の半導体装置の構造は、従来例と同一の
ものである。図３に枠体の平面図を示し、図４は図３の
Ｂ−Ｂ断面図である。
【０００９】合成樹脂成形品など絶縁材料からなる枠体
５は、金属基板である冷却フィン１の上部に接着され、
内部の各部品を囲い上部を開口している。枠体５の内側
には、この枠体５より高さが低い壁部として仕切板９
を、枠体５の長手方向の壁部５−ａ，５−ｂにわたって
これとほぼ対向させ形成し、これにより仕切板９と枠体
５との間に所定の厚さの空間部１０，１１が形成され
る。仕切板９の内側には、絶縁基板２が冷却フィン上に
半田付けされる。図示されてはいないが、絶縁基板２の
表面には導体層が設けられ、その導体層に半導体素子３
及び配線端子４が半田付けされる。配線端子４が半田付
けする導体層と半導体素子は、アルミワイヤー８により
接続されている。ここで、配線端子４はＳベンド２０を
持っており、その湾曲部２１は仕切板９の高さよりも低
くしてある。なお、図２では一つの配線端子のみについ
てＳベンド部を記載し、他の配線端子については記載を
省略している。
５は、金属基板である冷却フィン１の上部に接着され、
内部の各部品を囲い上部を開口している。枠体５の内側
には、この枠体５より高さが低い壁部として仕切板９
を、枠体５の長手方向の壁部５−ａ，５−ｂにわたって
これとほぼ対向させ形成し、これにより仕切板９と枠体
５との間に所定の厚さの空間部１０，１１が形成され
る。仕切板９の内側には、絶縁基板２が冷却フィン上に
半田付けされる。図示されてはいないが、絶縁基板２の
表面には導体層が設けられ、その導体層に半導体素子３
及び配線端子４が半田付けされる。配線端子４が半田付
けする導体層と半導体素子は、アルミワイヤー８により
接続されている。ここで、配線端子４はＳベンド２０を
持っており、その湾曲部２１は仕切板９の高さよりも低
くしてある。なお、図２では一つの配線端子のみについ
てＳベンド部を記載し、他の配線端子については記載を
省略している。
【００１０】このような半導体装置において、ゲル状封
止体６を仕切板９の内側に充填した後、上層に封止樹脂
７を充填し硬化する。この場合、封止樹脂７は空間部１
０，１１へも自動的に充填される。本実施例において
は、注入されたゲル状封止体６の高さが仕切板９の高さ
より低いので、仕切板９の内壁、すなわちゲル状封止体
６と接触する側の壁面にも封止樹脂が接着する。これ
は、ケースと封止樹脂の密着性の向上に寄与している。
止体６を仕切板９の内側に充填した後、上層に封止樹脂
７を充填し硬化する。この場合、封止樹脂７は空間部１
０，１１へも自動的に充填される。本実施例において
は、注入されたゲル状封止体６の高さが仕切板９の高さ
より低いので、仕切板９の内壁、すなわちゲル状封止体
６と接触する側の壁面にも封止樹脂が接着する。これ
は、ケースと封止樹脂の密着性の向上に寄与している。
【００１１】本実施例の半導体装置において、枠体５内
に封入された下層のゲル状封止体６が温度上昇により熱
膨張しても、仕切板９を設けることにより、枠体内壁で
のゲル状封止体６のはい上がりは防止される。また、こ
のケースの構造では、前述したように枠体５と仕切板９
との空間部１０，１１に封止樹脂７が封入され、ゲル状
封止体６を封止樹脂７により密閉するような形となり、
枠体５と封止樹脂７の接着面積が従来の二倍以上広くな
る。さらに本構造にすることで、従来構造と比べゲル状
封止体６の量を低減でき、温度変化に伴うゲル状封止体
６の熱膨張により発生する内圧低減が実現できる。以上
により、枠体５と封止樹脂７間の開口が無くなる。ま
た、この二重構造ケースの半導体装置により、水分の侵
入経路が長くなるため、さらに耐湿性向上の面において
有効である。さらに、配線端子４のＳベンド２０の湾曲
部がゲル状封止体６内に入っているので、ゲル状封止体
６が膨張・収縮するときに、絶縁基板２，半導体素子
３，配線端子４に加わる応力を緩和できる。以上のよう
に、本実施例によれば信頼性の高い半導体装置が得られ
る。
に封入された下層のゲル状封止体６が温度上昇により熱
膨張しても、仕切板９を設けることにより、枠体内壁で
のゲル状封止体６のはい上がりは防止される。また、こ
のケースの構造では、前述したように枠体５と仕切板９
との空間部１０，１１に封止樹脂７が封入され、ゲル状
封止体６を封止樹脂７により密閉するような形となり、
枠体５と封止樹脂７の接着面積が従来の二倍以上広くな
る。さらに本構造にすることで、従来構造と比べゲル状
封止体６の量を低減でき、温度変化に伴うゲル状封止体
６の熱膨張により発生する内圧低減が実現できる。以上
により、枠体５と封止樹脂７間の開口が無くなる。ま
た、この二重構造ケースの半導体装置により、水分の侵
入経路が長くなるため、さらに耐湿性向上の面において
有効である。さらに、配線端子４のＳベンド２０の湾曲
部がゲル状封止体６内に入っているので、ゲル状封止体
６が膨張・収縮するときに、絶縁基板２，半導体素子
３，配線端子４に加わる応力を緩和できる。以上のよう
に、本実施例によれば信頼性の高い半導体装置が得られ
る。
【００１２】図５及び図６は実施例１の変形例である。
本実施例では、仕切板９は別ピースで枠体５と嵌合させ
ている。この場合は枠体５の内壁に凸部５−ｃ，凹部５
−ｄ等を設けることで作業性，設置位置精度等が向上す
る。また、この場合の仕切板９は金属性のものにし、薄
肉化をすることで半導体装置の小形化を図ることも考え
られる。
本実施例では、仕切板９は別ピースで枠体５と嵌合させ
ている。この場合は枠体５の内壁に凸部５−ｃ，凹部５
−ｄ等を設けることで作業性，設置位置精度等が向上す
る。また、この場合の仕切板９は金属性のものにし、薄
肉化をすることで半導体装置の小形化を図ることも考え
られる。
【００１３】（実施例２）図７は本発明の第２の実施例
の側面断面図である。図８は本実施例の枠体の断面図で
あり、平面図は図３と同等である。本実施例では、実施
例１の効果のほかに、枠体５と仕切板９を冷却フィン１
側でつなげることにより枠体及び仕切板の強度が向上す
るという効果がある。
の側面断面図である。図８は本実施例の枠体の断面図で
あり、平面図は図３と同等である。本実施例では、実施
例１の効果のほかに、枠体５と仕切板９を冷却フィン１
側でつなげることにより枠体及び仕切板の強度が向上す
るという効果がある。
【００１４】（実施例３）図９は本発明の第３の実施例
である。図１０は図９のＣ−Ｃ断面図である。枠体５の
内側に枠状壁面１２を設ける二重枠体方式にすることに
より、全周に空間部が形成され、実施例１よりさらに耐
湿性が向上する。
である。図１０は図９のＣ−Ｃ断面図である。枠体５の
内側に枠状壁面１２を設ける二重枠体方式にすることに
より、全周に空間部が形成され、実施例１よりさらに耐
湿性が向上する。
【００１５】（実施例４）図１１は本発明の第４の実施
例であり、枠体の断面図を示す。平面図は実施例３の図
９と同等である。本実施例では、実施例３と同等の耐湿
性を持っているほかに、実施例３と同様に枠体及び壁部
の強度が向上するという効果がある。
例であり、枠体の断面図を示す。平面図は実施例３の図
９と同等である。本実施例では、実施例３と同等の耐湿
性を持っているほかに、実施例３と同様に枠体及び壁部
の強度が向上するという効果がある。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、半導体装置において、
温度の上昇・降下に伴う信頼性の低下を防止できる。
温度の上昇・降下に伴う信頼性の低下を防止できる。
【図１】本発明の第１の実施例の側面断面図。
【図２】第１の実施例の半導体装置の正面断面図。
【図３】枠体の平面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】実施例１の変形例。
【図６】実施例１の変形例。
【図７】本発明の第２の実施例の側面断面図。
【図８】実施例２の枠体の断面図。
【図９】本発明の第３の実施例。
【図１０】図９のＣ−Ｃ断面図。
【図１１】本発明の第４の実施例。
【図１２】従来のパワーモジュール半導体装置の平面
図。
図。
【図１３】従来のパワーモジュール半導体装置の正面
図。
図。
【図１４】図１２のＡ−Ａ矢視断面図。
１…冷却フィン、２…絶縁基板、３…半導体素子、４…
配線端子、５…枠体、６…ゲル状封止体、７…封止樹
脂、８…アルミワイヤー、９…仕切板、１０，１１…空
間部、１２…枠状壁面、２０…Ｓベンド。
配線端子、５…枠体、６…ゲル状封止体、７…封止樹
脂、８…アルミワイヤー、９…仕切板、１０，１１…空
間部、１２…枠状壁面、２０…Ｓベンド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紙田 行雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 茂村 達也 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (5)
- 【請求項１】枠体を固着された金属基板と、 枠体内において、枠体に対向するように金属基板上に設
ける壁部と、 壁部内において金属基板上に固着され、表面に導体層を
有する絶縁基板と、 導体層上にはんだ付けされる、半導体素子、及びＳベン
ドを有する配線端子と、を備え、 Ｓベンドの湾曲部の高さを壁部の高さよりも低くし、 壁部内にゲル状封止体を充填し、 枠体と壁部の間に封止樹脂を充填することを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の半導体装置において、壁
部を位置決め嵌合するための凹部又は凸部を前記枠体内
壁に有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】請求項１記載の半導体装置において、壁部
と枠体とを一体形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】請求項１記載の半導体装置において、壁部
の高さが枠体の高さより低いことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項５】請求項１記載の半導体装置において、壁部
が枠状であること特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6199243A JPH0864760A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6199243A JPH0864760A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864760A true JPH0864760A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16404554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6199243A Pending JPH0864760A (ja) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864760A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015156466A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-08-27 | ローム株式会社 | パワーモジュールおよびその製造方法 |
| JP2017174869A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-24 JP JP6199243A patent/JPH0864760A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015156466A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-08-27 | ローム株式会社 | パワーモジュールおよびその製造方法 |
| JP2017174869A (ja) * | 2016-03-18 | 2017-09-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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