JPS63104454A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特にケース内で゛ト導体素
子をゲル状充填材でト）　ＩＩ：するとともにその全面
を覆うように樹脂ＭＩに層を形成してなる半導体装置に
関する。

〔従来の技術〕

この種従来の半導体装置として、概略第４図に示すよう
な構成を有するものが知られている。これを簡単に説明
すると、図中符号ｌは箱体状を呈する無底のケース本体
、２はその底部開口を閉塞する底板となる放熱板で、こ
れによって形成されるケース内には、この放熱板２上に
配設された絶縁基板３を介して複数の半導体素子４が配
設されている。５はこれら半導体素子４の下側に接続さ
れかつ他端が前記ケース−Ｌ方に延設されている下側電
極板、６は半導体素子４の上部に接続されケース上方に
延設されている」二側電極板で、また７は半導体素子４
を保護するようにケース内に充填して封入されたゲル状
充填材による充填層、８はｉｆＩ記電接電極板５の固定
および防湿を行なうための樹脂材による樹脂封止層であ
る。

そして、このような構造による半導体装置は、まず、放
熱板２上に絶縁基板３、半導体素子４、電極板５，６を
取付けし、さらにその周囲を取囲むようにしてケース本
体１を前記放熱板２に接着材で固定した状態で組立てし
、これにゲル状充填材を、前記半導体素子４を埋設する
ように注入して一度硬化させた後、このゲル状充填材に
よる充填層７を密閉するようにその−Ｌ層部に樹脂材を
封入して封止層８を形成することで製造されるものであ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前述した構成による従来の半導体装置におい
ては、上述した樹脂封止を、高温状態で硬化させるため
に、その下層のゲル状充填材による充填層７が膨張した
状態で樹脂材が硬化してしまうもので、次のような問題
が生じている。すなわち、このようにして製造される半
導体装置に対し熱疲労試験を施した場合に、電極板５．
６は樹脂封止層８により一部が固定されるために、ゲル
状充填材の膨張、収縮による応力は、すべて半導体素子
４と素子上部に堆イ・１けられた１−側電極板６との間
のはんだ層部分に加わることとなり、最終的にはこのは
んだ層部分に亀裂が入り、リードオープン不良を生じる
虞れがあった。

このため、上述した熱による応力吸収用として従来は、
第５図に示すように、電極板６の一部にＳ字状のベンド
部６ａを設け、これにより−１−述した熱膨張、収縮に
よる内部応力を吸収させるようにしてなる構成が採用さ
れていた。しかしながら、このような従来構造では、熱
によるゲル状充填材の膨張／収縮により発生する内部応
力は、直接半導体素子４とＳ字状ベンド部６ａ間のはん
だ層部分９に集中することとなり、弾力性に乏しい単な
るＳ字状ベンド部６ａのみでは、熱１彫張、収縮による
応力を適切かつ確実に吸収することは不充分なもので、
このような問題点を一掃し得る何らかの対策を講じるこ
とが９！まれている。

本発明は上述した７１Ｇ情に鑑みてなされたちので、上
述した従来の問題点が改善された信頼性の高い半導体装
置を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る半導体装置は、内部がゲル状充填材による
充填層と樹脂封止層との二層で封止されたケースの側壁
部内側に、前記樹脂封止層側が密閉されかつゲル状充填
材による充填層側に開口する空室を設け、この空室内に
前記ゲル状充填材の温度変化に伴なう膨張、収縮を吸収
し得る空気層を形成するようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、ゲル状充填材の熱膨張、収縮をケース
内側の空室内の空気層によって簡単かつ適切に吸収し、
半導体素子と電極板間を固着するはんだ層部分に加わる
応力集中を緩和し得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図ないし第３図は本発明に係る半導体装置の一実施
例を示すものであり、これらの図において前述した第４
図および第５図と同一または相当する部分には同一番号
を付してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、内部がゲル状充填材による充填
層７と樹脂封止層８との二層で封止されたケース本体１
の側壁部内側に、前記樹脂対Ｉ■二層８側（−上部）が
密閉されかつゲル状充填材による充填層７側（Ｆ部）に
開口する空室１０を設け、この空室１０内に前記ゲル状
充填材の温１ｍ変化に伴なう膨張、収縮を吸収し得る空
気層を形成するようにしたところに特徴を有している。

なお、図中１１は前記空室１０を形成するケース本体１
内壁の筒状壁部である。

すなわち、本発明による半導体装置は、上述したように
ケース本体１内壁に対し筒状壁部１１を一体に突設する
ことで、その内部にケース下側にのみ開口する空室１０
を形成するとともに、ケース内で少なくとも前記空室Ｉ
Ｏの開口部よりも上方位置まで前記ゲル状充填材を充填
し、さらにその上部を覆うように樹脂材にょる封止層８
を形成することによって得られるものである。

そして、このようにして得られた半導体装置は、装置周
囲での温度変化、または素子本体からの発熱などによっ
て生じるゲル充填材にょる封止層７の膨張／収縮は、前
記空室ｌｏ内の空気層によって緩衝されるものであり、
これにより従来樹脂封１に二層８を介して電極板６から
応力として半導体素子４上部のはんだ層部分９に集中す
る等といった問題を一掃し、応力集中を緩和できること
から、上述したはんだ層部分９での亀裂による接続不良
等といった問題を未然に防止し得るなどの利点がある。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。たとえばＬ述した実施例では、空気層を形成するた
めの空室１０を、ケース本体１を構成する側壁部内側で
その四隅部よりの四個所に設けた場合を示しているが、
本発明はこれに限定されず、他の個所に設けても、また
ケース内側の全周にわたって設けてもよいことは容易に
理解されよう。

〔発明の効果〕

以−ヒ説明したように、本発明に係るＹ：導体装置によ
れば、内部がゲル状充填材による充填層と樹脂対ｆＬ層
との二層で封止されたケースの側壁部内側に、前記樹脂
封！Ｆ層側が密閉されかつゲル状充填材による充填層側
に開口する空室を設け、この空室内に前記ゲル状充填材
の温度変化に伴なう膨張、収縮を吸収し得る空気層を形
成するようにしたので、簡単かつ安価な構成にもかかわ
らず、周囲温度変化によるゲル状充填材の膨張／収縮に
よって従来問題とされていた電極板接続部等に対しての
応力集中を緩和することができ、これにより動作トでの
信頼性を大幅に向上させ得る等といった種々優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体装置の一実施例を示す要部
拡大断面図、第２図および第３図は本発明を特徴づける
ケース本体の平面図およびその■−■線断面図、第４図
は従来例を示す概略断面図、第５図はその要部拡大図で
ある。 １・・・・ケース本体、２・・・・放熱板、３・・・・
絶縁基板、４・・・・半導体素子、５・・・・上側電極
板、６・・・・下側電極板、７・・・・ゲル状充填材に
よる充填層、８・・・・樹脂Ｍ＋ＦＭ、９・・・・はん
だ層部分、１０・・・・空室、１１・・・・空室形成用
筒状壁部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　貫通した収容空間を形成する箱体状のケース本体と、
   その底部開口を閉塞するようにケース本体に接着固定さ
   れる放熱板と、前記ケース本体内で放熱板上に絶縁基板
   を介して配設される半導体素子と、この半導体素子の上
   、下に接続されかつ前記ケース本体外方に延設される上
   、下電極板を備え、前記半導体素子よりも上方位置まで
   前記ケース本体内にゲル状充填材を充填するとともに、
   この充填層を全面にわたって覆うように前記ケース本体
   内に樹脂封止層を形成してなる半導体装置において、前
   記ケース本体の側壁部内側に、前記樹脂封止層側が密閉
   されかつゲル状充填材による充填層側に開口する空室を
   設け、この空室内に前記ゲル状充填材の温度変化に伴な
   う膨張、収縮を吸収する空気層を形成したことを特徴と
   する半導体装置。