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公開番号2025134066
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2025120805,2021031483
出願日2025-07-17,2021-03-01
発明の名称半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H01L 23/28 20060101AFI20250904BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】裏面におけるバリの発生を抑制することができる。
【解決手段】半導体装置10は、平面視で金属板23の四隅にそれぞれ金属板23の下面から下に突出して設けられたスペーサ部24a,24bを有する。このような絶縁回路基板20をキャビティに収納して封止部材50で封止しても、絶縁回路基板20の裏面の四隅に封止部材50の侵入が抑制される。このため、絶縁回路基板20の裏面の四隅にバリの発生が抑制される。バリの発生が抑制されることで、半導体装置10の放熱性の低下が抑制されて、半導体装置10の製造コストの増加も抑制される。したがって、半導体装置10の信頼性の低下が防止される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
半導体チップと、
矩形状の金属板と矩形状の絶縁板と回路パターンとが順に積層され、おもて面の前記回路パターン上に前記半導体チップが配置され、裏面の前記金属板を下側にして下に凸に反った絶縁回路基板と、
平面視で前記金属板の四隅にそれぞれ下側に突出して設けられ、側面視で下に凸に反った前記絶縁回路基板に含まれる前記金属板の裏面の中心部と同一平面を成し、または、前記中心部よりも下に突出するスペーサ部と、
前記絶縁回路基板のおもて面及び前記絶縁回路基板の側部と前記スペーサ部の外側に面するスペーサ側部とを封止する封止部材と、
を有し、
前記スペーサ部は、前記金属板及び前記封止部材と別体である、
半導体装置。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記封止部材の封止底面は、前記中心部と同一平面を成している、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記スペーサ部のスペーサ底面は、前記封止部材の前記封止底面よりも下に突出している、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記スペーサ部は、前記金属板の前記四隅を含む外縁部に沿って、前記中心部を取り囲んで形成されている、
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記スペーサ部は、前記金属板の前記四隅に加えて、前記四隅の間の外縁部に１以上形成されている、
請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記スペーサ部の高さは、前記四隅に近くなるに連れて厚く構成されている、
請求項４または５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記スペーサ部は、複数の微細突起により形成されている、
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記スペーサ部は、平面視で環状の細線状を成して、前記金属板の前記中心部を中心にして前記金属板の前記中心部を取り囲んで前記金属板の外縁部に複数形成されている、
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記スペーサ部は、それぞれ、さらに破線状を成し、千鳥状に前記金属板の前記中心部を取り囲んで前記金属板の外縁部に複数形成されている、
請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記スペーサ部は、前記金属板に吹き付けられた複数の粒子が凝集した粒子群により形成されている、
請求項１乃至９のいずれか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】
本発明は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、パワーデバイスを含み、電力変換装置として用いられる。パワーデバイスは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。また、半導体装置は、パワーデバイスを含む半導体チップと絶縁回路基板とが封止部材により封止されている。
【０００３】
半導体装置を製造するにあたり、まず、所定の金型内のキャビティに半導体チップが接合された絶縁回路基板を配置する。キャビティ内に封止部材を注入してキャビティ内を封止部材で充填する。金型を離脱させることで、半導体チップ及び絶縁回路基板が封止部材により封止された半導体装置が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－２６７４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップが接合された絶縁回路基板は、封止部材で封止される時の加熱により、下に凸に反ってしまうことがある。このため、反りが生じた絶縁回路基板とキャビティの配置面との間に隙間が生じる。特に、絶縁回路基板の四隅の隙間が大きい。キャビティ内に充填された封止部材は、この隙間にも入り込む。充填が完了して、封止部材を固化すると、隙間に入り込んだ封止部材はバリとなってしまう。バリは熱伝導率が低いため、バリを下面に含む半導体装置は放熱性が低下してしまう。また、バリを除去する場合は、その工程により製造コストが増加してしまう。バリを適切に除去できなかった場合には、残ったバリにより半導体装置に過剰な応力が発生してしまう。したがって、バリにより半導体装置の信頼性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、裏面におけるバリの発生が抑制された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、半導体チップと、矩形状の金属板と矩形状の絶縁板と回路パターンとが順に積層され、おもて面の前記回路パターン上に前記半導体チップが配置され、裏面の前記金属板を下側にして下に凸に反った絶縁回路基板と、平面視で前記金属板の四隅にそれぞれ下側に突出して設けられ、側面視で下に凸に反った前記絶縁回路基板の
裏面の
中心部と同一平面を成し、または、前記中心部よりも下に突出するスペーサ部と、前記絶縁回路基板のおもて面及び前記絶縁回路基板の側部と前記スペーサ部の外側に面するスペーサ側部とを封止する封止部材と、を有し、前記スペーサ部は、前記金属板及び前記封止部材と別体である、半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の技術によれば、バリの発生が抑制されて、放熱性の低下が防止されて半導体装置の信頼性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施の形態の半導体装置の平面図である。
第１の実施の形態の半導体装置の側断面図である。
第１の実施の形態の半導体装置の裏面図である。
第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す平面図（その１）である。
第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す側断面図（その１）である。
第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す平面図（その２）である。
第１の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す側断面図（その２）である。
第１の実施の形態の放熱ユニットが取り付けられた半導体装置の側断面図である。
第１の実施の形態の変形例１の半導体装置の裏面図である。
第１の実施の形態の変形例１の半導体装置の側断面図である。
第１の実施の形態の変形例２の半導体装置の裏面図である。
第１の実施の形態の変形例２の半導体装置の側断面図である。
第１の実施の形態の変形例３の半導体装置の側断面図である。
第１の実施の形態の変形例４－１の半導体装置の側断面図である。
第１の実施の形態の変形例４－１の半導体装置の裏面図である。
第１の実施の形態の変形例４－１の半導体装置の製造工程を示す断面図（その１）である。
第１の実施の形態の変形例４－１の半導体装置の製造工程を示す断面図（その２）である。
第１の実施の形態の変形例４－１の半導体装置の製造工程を示す断面図（その３）である。
第１の実施の形態の変形例４－２の半導体装置の裏面図（その１）である。
第１の実施の形態の変形例４－２の半導体装置の裏面図（その２）である。
第１の実施の形態の変形例５の半導体装置の側断面図である。
第２の実施の形態の半導体装置の側断面図である。
第２の実施の形態の半導体装置の製造工程を示す側断面図である。
第２の実施の形態の放熱ユニットが取り付けられた半導体装置の側断面図である。
第２の実施の形態の変形例の半導体装置の側断面図である。
第２の実施の形態の変形例の半導体装置の製造工程を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「おもて面」及び「上面」とは、図１～図３の半導体装置１０において、上側を向いた面（＋Ｚ方向）を表す。同様に、「上」とは、図１～図３の半導体装置１０において、上側の方向（＋Ｚ方向）を表す。「裏面」及び「下面」とは、図１～図３の半導体装置１０において、下側を向いた面（－Ｚ方向）を表す。同様に、「下」とは、図１～図３の半導体装置１０において、下側の方向（－Ｚ方向）を表す。必要に応じて他の図面でも同様の方向性を意味する。「おもて面」、「上面」、「上」、「裏面」、「下面」、「下」、「側面」は、相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。また、以下の説明において「主成分」とは、８０ｖｏｌ％以上含む場合を表す。
（【００１１】以降は省略されています）

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