JPH1093015A

JPH1093015A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH1093015A
Application number: JP8240132A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ogawa; 敏夫小川; Masaaki Takahashi; 正昭高橋; Masahiro Aida; 正広合田; Noritaka Kamimura; 典孝神村; Kazuji Yamada; 一二山田; Kazuhiro Suzuki; 和弘鈴木; Tsunehiro Endo; 常博遠藤; Tatsuya Shigemura; 達也茂村; Kinya Nakatsu; 欣也中津
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: JP3201277B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は半導体装置の高信頼性を確保
し、かつ装置の熱抵抗を低減することであり、結果的に
小型かつ高信頼性のパワー半導体装置を低価格で提供す
ることである。【解決手段】本発明は、リードフレーム上に形成した半
導体素子を含む回路部と、熱放散のためのヒートシンク
とを熱拡散板を含む特定構造で電気的に絶縁し、樹脂系
モールドで一体的に構成して補強することにより、上記
目的を達成する。【効果】本発明によれば、小型，高信頼性の半導体装置
を低価格で提供するという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を含む
チップ部品がリードフレーム上に搭載され、系全体が外
装モールドによって保護された構造を有する半導体装置
に関し、特に発熱性の半導体素子を固着するリードフレ
ーム部の裏面に電気絶縁層を挟持してヒートシンクを配
置し、かつ該ヒートシンクの裏面が外部に露出した構造
をとることにより、半導体からの熱放散性を向上させた
混成集積回路系パワー半導体装置に関する。従って、本
発明による半導体装置は汎用及び産業用機器等の出力制
御用インバータなどに有効利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のパワー半導体装置として
次の三つの構成がある。一つは公開特許公報平5−22657
5 号に開示される。これは、ヒートシンク上もしくはリ
ードフレーム上にパワー半導体素子を直接搭載し、外装
を一体樹脂成形したものである。この構造を有する半導
体装置では、パワー半導体素子を、ヒートシンクに直接
固着することができ、熱抵抗が低く、かつ部品点数が少
ないので高信頼性化に有効である。しかしながら、次の
欠点を有している。パワー半導体素子とヒートシンクと
の間に絶縁層を介さないため、ＩＧＢＴ(Insurated Gat
e Bipolar Transistor）など、コレクタ側にも通電され
る非絶縁型パワー半導体素子の適用は難しい。ヒートシ
ンク表面もしくは内部に絶縁層を配置する案も示されて
いるが、この場合個別に動作する複数のパワー半導体素
子の搭載には難があり、例えばインバータの主回路等複
雑な回路形成は難しい。

【０００３】他の一つは、公開特許公報平3−63822号及
び公開特許公報平6−80748号に開示される。すなわち、
金属のヒートシンク上に、予め所定間隔の隙間を設けて
パワー半導体素子をセットし、この隙間を含む外装部全
体を、一体のモールドとして樹脂を流し込んで半導体装
置を構成するものである。この構造によれば、半導体素
子を固着した導体層とヒートシンクとの間に樹脂層が介
在するので、前記非絶縁型パワー半導体素子の複数の搭
載が容易に可能であり、部品点数も少ないことから高い
信頼性が得られる。しかしながら、前述したように予め
素子をセットした空間に樹脂を流し込む方法であり、成
型時にボイドの巻き込みの恐れがあると共に樹脂層の厚
さが不安定になりやすい。通常、この種樹脂層の熱伝導
率は極めて低く、若干の層厚の誤差が熱抵抗として大き
なばらつきとなり、量産工場での安定した品質を得るの
が難しい。同様の理由から、絶縁層の層厚を大幅に薄く
（例えば０.１mm以下)して、熱抵抗を下げることも樹脂
成形性の面から難しい。他の一つは、公開特許公報昭52
−2282号及び公開特許公報昭59−207645号に開示され
る。すなわち、リードフレーム及びヒートシンク間に絶
縁性樹脂層を設け、一体の樹脂モールドを形成したもの
である。この構成によれば、半導体素子で発生した熱が
直接絶縁層を介して放熱されるため、熱抵抗が高くなっ
てしまうという欠点がある。これを回避する方策とし
て、半導体直下のリードの厚さを局部的に厚くして水平
方向に熱を拡散する方法も考えられる。しかし、この方
法によれば厚さの異なる異形のリードフレームが必要
で、製造工程が複雑となり、信頼性及び価格の面で好ま
しくない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来法の
それぞれの問題点を解決し、低熱抵抗性で、高信頼性か
つ小型のパワー半導体装置を実現するものである。すな
わち、リードフレーム及びヒートシンクの層間に、外装
モールド材料とは別の、特定の電気絶縁層を適用するこ
とによって、パワー半導体素子の下部に均質で安定した
層厚を有する絶縁層が形成でき、前述した温度変化時の
絶縁層への応力集中を緩和し、結果的に高信頼性かつ小
型のパワー半導体装置を提供する。

【０００５】本発明の他の目的は、実用的なパワー半導
体装置に要求される、熱放散に好適で、かつ安定した低
い熱抵抗を有する構造を容易にかつ低価格で提供するも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では次の手段をとる。

【０００７】１．導体回路上に発熱性半導体素子が固着
され、電気絶縁性外装モールドによって保護された構造
を有する半導体装置において、該半導体素子がリードフ
レーム上に固着され、該リードフレームは電気絶縁層を
挟持してヒートシンクが配置され、かつ該ヒートシンク
裏面の少なくとも一部が、実質的に外部に露出した形
で、これら一連の回路外装モールドによって一体的に構
成され、該モールドが実質的に単一の樹脂層からなる半
導体装置とする。

【０００８】２．上記１において、前記半導体素子と、
前記電気絶縁層との層間に、該半導体素子よりも平面形
状の大きな熱拡散板を設けて構成された半導体装置とす
る。

【０００９】３．上記１ないし上記２において、前記電
気絶縁層が樹脂系材料によって構成された半導体装置と
する。

【００１０】４．上記３において、前記電気絶縁層及び
前記モールド樹脂層が、エポキシ系樹脂，シアネート系
樹脂，シリコーン系樹脂，フェノール系樹脂，ポリイミ
ド系樹脂及びポリアミド系樹脂のうちの少なくとも一つ
を主成分として構成され、かつ前記熱拡散板が銅もしく
はアルミニウムによって構成された半導体装置とする。５．上記４において、前記電気絶縁層中に少なくとも５
０体積パーセント，最大でも９０体積パーセントの無機
系フィラーを含み、構成された半導体装置とする。さら
に、６．上記１ないし上記５において、前記導体回路上に前
記半導体素子を駆動する制御系回路用チップ部品及びも
しくは過電流，過温度などを監視する保護系回路用チッ
プ部品を含んで構成された半導体装置とする。

【００１１】７．上記６において、前記半導体素子を駆
動する制御系回路用チップ部品及びもしくは過電流，過
温度などを監視する保護系回路用チップ部品を、プリン
ト配線板上に配置して構成された半導体装置とする。

【００１２】８．上記７において、少なくとも前記半導
体素子表面の一部が、可橈性樹脂被膜によって保護され
た構造とする。

【００１３】９．上記８において、前記樹脂モールドの
外部に導出する前記端子の導出部が、該樹脂モールドの
上面側、すなわち、前記ヒートシンクとは反対側の面に
配置され、かつ該モールドの上方向からの投影面の少な
くとも内側に配置された構造とする。

【００１４】上記本発明の構成１〜９による作用は次の
とおりである。以下の番号は構成の番号に対応する。

【００１５】１．リードフレーム上に固着された能動素
子及びもしくは受動素子と、それを電気的に接続する導
体回路及び外部との入出力用端子とを有し、これら回路
系が樹脂系モールドによって保護された構造のパワー半
導体装置において、該リードフレーム下面に、電気絶縁
層を挟持してヒートシンクが配置され、かつ該樹脂系モ
ールドが一体的に構成され、該モールドが実質的に単一
の樹脂層いわゆる硬質樹脂によって構成されるので、金
属板表面に均質で平坦な絶縁層を配置でき、底部にコレ
クタ電極を有した非絶縁型パワー半導体素子を、導体層
を介して直接ヒートシンクに固着することができ、導体
配線を配置するときの設計自由度が高く、高密度化もし
くは小型化に有効である。さらに、パワー半導体素子を
含む回路全体が単一のモールド樹脂層によって覆われて
いるために、該絶縁層が補強され、絶縁層への応力集中
を緩和できる。通常、この種絶縁層に要求される材料特
性として、十分な電気絶縁性に加えて良好な熱伝導性が
ある。これを実現するため、樹脂系材料では一般には内
部に多量のフィラーを含有している。従って応力によ
り、クラックを発生しやすい構成と言え、この絶縁層を
外装モールドによって補強する作用がある。

【００１６】一方、モールド用樹脂については、材料の
熱伝導性を特別配慮する必要は無く、材料選定の自由度
が高い。従って、耐応力性の強度及び線膨張率を有する
材料を選定できる。このモールド材料によって絶縁層を
補強することで、半導体素子を構成するシリコンとの線
膨張率の差に起因する絶縁層のクラックの発生などを抑
制できる。

【００１７】２．上記１において、前記リードフレーム
とは別に、前記電気絶縁層よりも前記半導体素子に近い
側の層間に熱拡散板を形成するので、熱抵抗が低くかつ
安定した特性を得る。この熱拡散板は、半導体素子で発
生した熱を水平方向に拡散させ、伝熱面積を広げてか
ら、一般に熱伝導性の低い電気絶縁層を介してヒートシ
ンクに熱放散する作用がある。その結果として低熱抵抗
性が実現する。

【００１８】３．上記１もしくは上記２において、前記
絶縁層を、樹脂系材料によって構成するので、製造工程
が簡素化され、材料費も抑制できる。従って、生産性が
良好で、低価格化に有利である。

【００１９】４．上記３において、前記樹脂系材料が、
エポキシ系樹脂，フェノール系樹脂，ポリイミド系樹脂
及びポリアミド系樹脂のうちの少なくとも一つを主成分
として構成されるのでリードフレームとヒートシンク間
との十分な電気絶縁性が得られると共に、両者の強固な
接着が可能である。さらに、前記熱拡散板が銅もしくは
アルミニウムによって構成されるので、温度変化時の内
部応力を抑制でき、絶縁層のクラックを防止する作用が
ある。従来のパワーモジュール構造では、通常熱応力を
緩和する目的で、パワー素子の下部にＡｌＮもしくはＭ
ｏなど線膨張率の低い(６ppm／Ｋ以下）材料が熱拡散板
として用いられる。ところが、本発明者らは実験及び応
力解析結果より、次のことを見い出した。従来のモジュ
ール構造に樹脂一体型モールドを適用すると、樹脂絶縁
層に応力が集中し、極めてクラックの発生しやすい構造
となる。すなわち、熱拡散板，樹脂層及びパワー素子の
線膨張率をそれぞれαｍ，αｒ及びαｓとすると、α
ｒ》αｍ＞αｓとなり、樹脂絶縁層に応力が集中する。
ここで、それぞれの典型的な線膨張率のおよその値(ppm
／Ｋ）の例は、αｒ（１５），αｍ（５.９），αｓ
（３.５）である。その結果、樹脂絶縁層にクラックを
発生し、パワーモジュールの特性上極めて重要な絶縁耐
圧の維持が難しい。上述した、本発明による樹脂材料及
び熱拡散板を適用すると、上記線膨張率の構成を、αｍ
＞αｒ＞αｓとすることができる。その結果、樹脂絶縁
層への応力集中を大幅に緩和でき、信頼性の高いパワー
モジュールを提供できる。ここで、それぞれの典型的な
線膨張率のおよその値(ppm／Ｋ）の例は、αｍ（１７〜
２３.５），αｒ（１０〜１５），αｓ（３.５）であ
る。

【００２０】５．上記４において、前記電気絶縁層の層
に少なくとも５０体積パーセントのフィラーを含むた
め、リードフレームとヒートシンク間との熱抵抗を低く
保つ作用がある。

【００２１】６．上記１もしくは上記５において、パワ
ー半導体素子に加えて、保護系回路部品を併せ配置する
ことにより、例えば過電流，過温度などの異常時に迅速
かつ適切に対応できる、自立型半導体装置を構成でき
る。

【００２２】７．上記６において、前記半導体素子を駆
動する制御系回路用チップ部品及びもしくは過電流，過
温度などを監視する保護系回路用チップ部品を、プリン
ト配線板上に配置するので、微細配線が可能である。

【００２３】８．上記７において、少なくとも前記半導
体素子表面の一部が、可橈性樹脂被膜によって保護され
た構造とするので、外部からの水分の浸入を防止すると
共に、樹脂モールド内に位置する半導体素子の内部応力
を緩和する作用がある。

【００２４】９．上記８において、前記樹脂モールドの
外部に導出する前記端子の導出部が、該樹脂モールドの
上面側、すなわち、前記ヒートシンクとは反対側の面に
配置され、かつ該モールドの上方向からの投影面の少な
くとも内側に配置された構造とするので、例えば冷却フ
ィンなどとの空間距離及びもしくは縁面距離を十分長く
確保することができ、高い絶縁性すなわち高信頼性を得
るという作用がある。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によってさ
らに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されな
い。

【００２６】実施例１図１に本発明の一実施例による構成断面図を示す。例え
ば銅で構成する高熱伝導性の熱拡散板１９を半田１２な
どの手段により固着したＩＧＢＴ(InsulatedGate Bipol
ar Transistor)などのパワー半導体素子１１が、さらに
第２の半田層１２を介して銅製リードフレーム１３上に
固着される。このリードフレーム１３は予め、樹脂絶縁
層１８によって銅製ヒートシンク１５に固着されたもの
を用いる。これら銅の線膨張率は約１７ppm／Ｋであ
る。パワー半導体素子１１は、線膨張率約３.５ppm／Ｋ
であり、アルミニウムのボンディングワイヤ１６により
配線層に電気的に接合され、系全体が外装樹脂モールド
１７により一体成型された構造である。樹脂絶縁層１８
及び外装樹脂モールド１７の線膨張率を約１５ppm／Ｋ
とした本構造のパワー半導体装置は次の工程によって作
成される。まず、１０mm×１０mmの熱拡散板１９上の所
定位置に、７mm×７mmの半導体素子１１としてのＩＧＢ
Ｔ素子４２を半田接合する。一方、リードフレーム１３
下面とヒートシンク１５上面との間に、例えばガラス織
布にエポキシ系樹脂を含浸させた、厚さ０.１５mm の樹
脂接着シートを挟んで圧着し、両者を固着して樹脂絶縁
層１８を形成する。この圧着条件は１８０℃，５０kg／
cm²，１分間とした。この熱拡散板１９を含む素子１１
とリードフレーム１３とをボンディングワイヤ１６によ
り、電気的に接合する。

【００２７】上記工程で準備された一連の回路を、金型
中にセットし、所定温度例えば180℃で、射出法によっ
て樹脂モールド１７を成形し、本発明によるパワー半導
体装置を得る。本実施例では、該モールド１７用材料と
して表１を用いた。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１の配合割合は重量比を示す。本材料
は、フィラーとして酸化珪素を多く含むので、ヤング率
が１８００kgｆ／mm²と高く、内部を保護するために必
要な剛性を具備している。また、線膨張率は１５ppm／
℃ と低いので、成形，硬化後のヒートシンク１５の反
りは約４０μｍと小さく、実用上問題のない水準にあ
る。本実施例による構造は、熱拡散板１９によって、水
平方向に熱を拡げてから、樹脂絶縁層１８を介してヒー
トシンク側に放熱する構造であるため、伝熱面積が広く
なり、熱抵抗が低減できる。例えば公告特許公報平3−6
3822 号に開示される従来技術に比較して、半分以下の
極めて低い熱抵抗が得られる。このため、本発明による
半導体装置は一般に、発熱量の多い高電流容量の素子１
１への適用が可能である。一方、樹脂絶縁層を通しての
熱伝達であるため、実用的にはある程度までの容量に限
られる。すなわち、本発明による構造のモジュールは、
通常、発熱量１ないし５０Ｗ／素子の範囲への適用に好
適である。グランド層との耐電圧は少なくとも２.５ｋ
Ｖを実現できる。

【００３０】本実施例では半導体素子１１として、ＩＧ
ＢＴ素子４２の例について示したが、例えばＭＯＳ系ト
ランジスタなど他の発熱性素子であって良い。

【００３１】また、本実施例では樹脂モールド１７に含
まれるフィラーとして、表１の酸化珪素を示したが、他
の材料例えばベリリヤ，ジルコニヤ，窒化珪素，窒化ア
ルミニウム，炭化珪素などであってよい。また、本実施
例では、樹脂絶縁層１８の樹脂材料としてエポキシ系樹
脂を用いる例について示したが、これは他の樹脂系材料
であって良く、例えばアクリル系もしくはポリイミド系
などの接着シートをリードフレーム１３とヒートシンク
１５との間に挟んで、熱圧着する方法もしくはスクリー
ン印刷する方法などがある。また、樹脂絶縁層の骨材と
してガラス繊維の例について示したが、例えばベリリ
ヤ，ジルコニヤ，窒化珪素，窒化アルミニウム，窒化ボ
ロン，ダイヤモンド，アルミナ，ガラスなど他の材料粉
末も骨材すなわちフィラーとして適用できる。この場
合、スクリーン印刷が樹脂中にフィラーを適量分散する
方法として好適である。

【００３２】本実施例の他の変形例として、リード端子
２１を上向きに取り出した例を図２に示す。すなわち、
上面からの投影図上でモールド樹脂の内側に導出部配置
した端子１３及び冷却フィン３５との空間距離もしくは
縁面距離が構造的に十分長く確保できるので、両者間の
高い絶縁性が得られる。

【００３３】本実施例では、半導体素子１１と熱拡散板
１９を予めはんだ接合して用いる例について示したが、
次の方法であってよい。すなわち、半導体素子１１が配
置されるリードフレーム１３の上面及びもしくは下面の
所定位置に、熱拡散板１９を例えばはんだ付けしたもの
を予め準備する。次いで、このリードフレーム１３にヒ
ートシンク１５もしくは半導体素子１１を接合する。

【００３４】実施例２本発明の他の実施例による半導体装置の断面構成図を図
３に示す。実施例１と同様の方法によって、３相交流電
源としてのパワーモジュールを構成したものである。整
流用ダイオード素子４１を６素子載置した部分がコンバ
ータ部４５を、ＩＧＢＴ素子４２とリ−ホイールダイオ
ード素子４３が対になった部分、合計１２素子がインバ
ータ部４６をそれぞれ構成している。図中の端子の中
で、ＧはＩＧＢＴ素子４２を駆動するためのゲート、Ｅ
はエミッタのリード端子をそれぞれ表す。同様に、Ｒ，
Ｓ，Ｔは３相交流電源を、Ｕ，Ｖ，Ｗはモータなどを駆
動するための出力端子、Ｐ，Ｎは平滑コンデンサに接続
される直流端子をそれぞれ示す。このモジュールの製造
工程は、素子の数と種類が多くなっている以外は、実施
例１とほぼ同様であり、ここでの記述を省略する。

【００３５】実施例３本発明の他の実施例による半導体装置の断面構成図を図
４に示す。実施例１と同様の方法によって、リードフレ
ーム１３上の所定位置に複数のパワー半導体素子１１に
より、パワー系回路を構成する。次いで、この素子１１
及びこれを導体配線部に接続するボンディングワイヤ１
６の表面にポリアミド系樹脂（例えば商品名ハイマル−
日立化成製）を塗布する。平均塗膜厚さは約０.１mm と
した。この膜厚が薄いと十分な効果が得られず、厚過ぎ
ると線膨張差による体積膨張のミスマッチが大きく好ま
しくない。このため、塗膜は通常５μｍ〜３００μｍの
範囲に調整されるのが望ましい。

【００３６】実施例４本発明の他の実施例による半導体装置の断面構成図を図
５に示す。実施例１と同様の方法によって、リードフレ
ーム１３上の所定位置に複数のパワー半導体素子１１に
より、パワー系回路を構成する。次いで、この素子１１
を駆動するゲート駆動用ＩＣ３１を含む制御回路系及び
例えば、過電流保護などの保護系回路を、ガラス−エポ
キシ系樹脂基板からなるプリント配線板３６を介して、
リードフレーム１３上の所定位置に、樹脂系接着剤を用
いて固着する。このプリント配線板１３はボンディング
ワイヤ１６により、リードフレーム１３もしくはパワー
系回路に直接電気的に接続される。上記工程で準備され
た一連の回路を、金型中にセットし、所定温度で、射出
法によって樹脂モールド１７を成形し、本実施例による
パワー半導体装置を得る。

【００３７】実施例５図１に示す実施例１の本発明によるパワー半導体装置を
基礎として、インバータを試作した。その断面構成図を
図６に、回路ブロック図を図７にそれぞれ示す。本実施
例では、図１の構成の他に、ゲート駆動用ＩＣ３１，平
滑コンデンサ３２、及び整流回路用ダイオードブリッジ
３３などを加え、制御用マイコン，電源回路等３４を付
加してインバータモジュールを構成したものである。

【００３８】本試作インバータを三相インダクションモ
ータに接続して運転し、良好な特性を得ることを確認し
た。温度変化を伴う繰り返し使用による信頼性も高いこ
とがわかった。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
の効果がある。

【００４０】１．リードフレーム１３上に、半導体素子
１１を固着し、電気絶縁層を介してヒートシンク１５を
配置し、全体を樹脂モールド１７で補強する構造を有す
るため、低い熱抵抗と、高い信頼性を同時に実現する効
果がある。

【００４１】２．前記半導体素子１１が、リードフレー
ム１３とは別に、熱拡散板１０を介して固着されるの
で、低熱抵抗化及び低価格化しやすいという効果があ
る。

【００４２】３．前記電気絶縁層が樹脂材料によって構
成されるので、製造工程が簡素化でき、低価格化を実現
するという効果がある。

【００４３】４．上記３の絶縁層，モールド樹脂及び熱
拡散板に特定材料を用いることにより、必要とする電気
絶縁性及び接着性を確保し、樹脂絶縁層の応力集中を緩
和して、高い信頼性を実現する効果がある。

【００４４】５．上記４の絶縁層中に無機系フィラーを
含むので、該絶縁層の熱抵抗を低く抑える他、線膨張率
を低減する効果がある。

【００４５】６．保護系回路が、半導体素子１１を含む
主回路近傍に配置されるので、異常事態の発生時に、よ
り迅速に、かつ最適に対応でき、小型，高密度インバー
タモジュールを実現するという効果があり、例えばモー
タと一体化した構造のインバータが得られる。

【００４６】７．プリント配線板３６を使用するので、
高密度配線が可能となり、小型化及び高信頼性化を実現
するという効果がある。

【００４７】８．接着性の良好な可撓性被膜３７を、素
子１１周辺及びボンディングワイヤ１６の表面に形成す
ることにより、耐湿性及び耐応力性が向上し、小型化及
び高信頼性化を実現するという効果がある。

【００４８】９．リード端子２１の突出位置を、ヒート
シンク１５とは反対側の上面とすることにより、グラン
ドとの空間距離が十分とれ、絶縁特性が向上し、高信頼
性化を実現するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるパワー半導体装置の断
面構成図。

【図２】本発明の他の実施例によるパワー半導体装置の
断面構成図。

【図３】本発明の他の実施例によるパワー半導体装置の
断面構成図。

【図４】本発明の他の実施例によるパワー半導体装置の
断面構成図。

【図５】本発明の他の実施例によるパワー半導体装置の
断面構成図。

【図６】本発明の一実施例によるインバータモジュール
の断面構成図。

【図７】本発明の一実施例によるインバータモジュール
の回路ブロック図。

【符号の説明】

１１…半導体素子、１２…半田、１３…リードフレー
ム、１５…ヒートシンク、１６…ボンディングワイヤ、
１７…外装樹脂モールド、１８…樹脂絶縁層、１９…熱
拡散板、２１…リード端子、３１…ゲート駆動用ＩＣ、
３２…平滑コンデンサ、３３…整流回路用ダイオードブ
リッジ、３４…制御用マイコン，電源回路等、３５…冷
却フィン、３６…プリント配線板、３７…可撓性被膜、
４１…整流ダイオード素子、４２…ＩＧＢＴ素子、４３
…リ−ホイールダイオード素子、４５…コンバータ部、
４６…インバータ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神村典孝茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者山田一二茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者鈴木和弘茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者遠藤常博千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (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 (72)発明者中津欣也茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体回路上に発熱性半導体素子が固着さ
れ、電気絶縁性外装モールドによって保護された構造を
有する半導体装置において、該半導体素子がリードフレ
ーム上に固着され、該リードフレーム下には電気絶縁層
を挟持してヒートシンクが配置され、かつ該ヒートシン
ク裏面の少なくとも一部が外部に露出した形で、これら
一連の部材が外装モールドによって一体的に構成され、
該モールドが実質的に単一の樹脂層からなり、該リード
フレームの一部が外部回路と接続するためのリード端子
として該樹脂モールドの表面に露出もしくは突出した構
造を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】請求項１において、前記半導体素子と、前
記電気絶縁層との層間に、該半導体素子よりも平面形状
の大きな熱拡散板が設けられて構成されたことを特徴と
する半導体装置。
【請求項３】請求項１ないし請求項２において、前記電
気絶縁層が樹脂系材料によって構成されたことを特徴と
する半導体装置。
【請求項４】請求項３において、前記電気絶縁層及び前
記モールド樹脂層が、エポキシ系樹脂，シアネート系樹
脂，シリコーン系樹脂，フェノール系樹脂，ポリイミド
系樹脂及びポリアミド系樹脂のうちの少なくとも一つを
主成分として構成され、かつ前記熱拡散板が銅もしくは
アルミニウムによって構成されたことを特徴とする半導
体装置。
【請求項５】請求項４において、前記電気絶縁層中に少
なくとも５０体積パーセント，最大でも９０体積パーセ
ントの無機系フィラーを含み、構成されたことを特徴と
する半導体装置。