(57)【要約】      （修正有）【課題】安価でかつ耐熱性が高く、信頼性も十分に確保できる樹脂封止型パワー半導体装置を提供する。【解決手段】ベース金属板６にキャビティーを有する樹脂モールド７が形成され、リード端子３，４，５は前記樹脂モールドに貫通して固定され、前記キャビティー内に搭載されたＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ２からなるパワー半導体チップに前記リード端子を接合し、前記キャビティーには樹脂８をポッティングして構成する。【選択図】図１
0003162542.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベース金属板にキャビティーを有する樹脂モールドが形成され、リード端子は前記樹脂モールドに貫通して固定され、前記キャビティー内に搭載されたパワー半導体チップに前記リード端子が接合され、前記キャビティーには樹脂がポッティングされたことを特徴とする樹脂封止型パワー半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂封止型パワー半導体装置において、プラスチックの蓋を被着したことを特徴とする樹脂封止型パワー半導体装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は耐熱性樹脂封止型パワー半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  ＳｉＣパワー半導体（ＤｉｏｄｅやＭＯＳＦＥＴ）は高温においても特性が劣化せず、Ｓｉパワー半導体に比べて高耐圧であり高電力動作も可能なことから、高温・高電力動作が検討されている。具体的にはＦＥＴのチャネル温度を２００℃以上で動作させることが検討されているが、このようなパワー半導体のパッケージングには様々な留意点が出てくる。図３はエポキシ樹脂を使用した樹脂封止型半導体装置の一例である（特許文献１）。半導体チップ１０を覆う樹脂モールド１１とパッケージ形状に成型される樹脂モールド１２を熱伝導性の観点から使い分けているが、モールドに適する樹脂としていずれもエポキシ樹脂を想定している。エポキシ樹脂はモールド樹脂として広く使われているが、本考案が対象とする高温・高電力動作のパワー半導体に対しては耐熱性が低いとされる。つまり２００℃以上の動作では、エポキシ樹脂の硬化が進むためクラックが発生する。特に半導体チップ表面でのクラックは吸湿、不純物付着の誘引となり、リーク電流の増大あるいは耐圧低下などの問題を起こす。なおセラミック材料を使用したパッケージにおいて、セラミック蓋あるいは金属蓋で気密封止を行う場合もあるが、モールド樹脂パッケージに比べて価格は高く、汎用性は低い。【０００３】  高耐熱性の樹脂としてはポリイミド樹脂が知られているが、主に半導体チップの保護膜として使用され樹脂モールドで使用される例は知られていない。近年開発が進み、特許文献２ではＲＴＭ（ｒｅｓｉｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｌｄｉｎｇ）可能なポリイミド樹脂が提案されている。しかし半導体チップに与える影響は未知の部分がある。【０００４】  一方特許文献３には高温・高電力動作に最適な樹脂としてシロキサン系樹脂が提案されている。この高分子化合物は高温でも柔軟性がありクラックの発生はなく、半導体チップに被覆した場合絶縁性も高く、耐圧低下などの問題は起こらない。しかしエポキシ樹脂のようにモールドには適さない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−８０７４８
【特許文献２】ＵＳ  ６，３５９，１０７  Ｂ１
【特許文献３】特開２００９−２１２３４２
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】  パワー半導体の高性能化・高信頼化が進むと、現在使用されている条件（環境条件、動作条件）よりも過酷な条件で使用する動きが出てくる。そうすることでモジュールの熱設計負荷は軽くなりより安価なシステムが実現できるようになる。例えば従来水冷機構が必要だったものが放熱フィンによる空冷で間に合うなどである。しかし現状の技術では安価でかつ耐熱性が高く、信頼性も十分に確保できる樹脂封止型半導体装置は実現できていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】    上記課題を解決するために本考案では、ベース金属板にキャビティーを有する樹脂モールドが形成され、リード端子は前記樹脂モールドに貫通して固定され、前記キャビティー内に搭載されたパワー半導体チップに前記リード端子が接合され、前記キャビティーには樹脂がポッティングされたことを特徴とする。【０００８】    また上記の樹脂封止型パワー半導体装置に対して、プラスチックの蓋を被着したことを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】  本考案によれば、キャビティーを有する樹脂モールド部は半導体チップに接触することは無いのでリード端子を固定するめたの機械的な強度やベース金属板との接着性の観点などから好適な樹脂を選択し、半導体チップを覆うポッティング樹脂は高温・高電力動作、高信頼性の観点から好適な樹脂を選択することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案を実施する樹脂封止型パワー半導体装置を示す図
【図２】本考案を実施する別の樹脂封止型パワー半導体装置を示す図
【図３】従来の樹脂封止型半導体装置を示す図
【考案を実施するための形態】
【００１０】  以下本考案の実施形態について図を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】  図１は本考案の一つの実施形態に係る樹脂封止型パワー半導体装置１を示している。半導体素子としてＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ２を例に採ると、リード端子はゲート３、ドレイン４、ソース５の三端子が形成される。ベース金属板６に形成された樹脂モールド７はキャビティー形状を成しており、リード端子は樹脂モールド７に固定される。キャビティー内にはＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ２が搭載され、ゲート３、ソース５のリード端子がＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ２の各電極（特に図示していない）に接合される。なおこの実施例ではドレイン端子４はベース金属板に接合されており、ベース金属板６とドレイン端子４は電気的に共通にしてあるが、ベース金属板６の上に金属板と絶縁シートを敷いて電気的に分離しても良い。キャビティー内には樹脂８をポッティングしてＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴを覆う。【００１２】  樹脂モールド７には背景技術に記載したエポキシ樹脂やポリイミド樹脂を使用することができるが特に限定されない。特に近年、様々なナノフィラーを混ぜたコンポジット樹脂（エポキシ系）が盛んに開発されており、ＳｉＣフィラーを混ぜることにより熱伝導性を改良したり、熱膨張係数を変えたり、またカーボンナノチューブを混ぜることによりプラスチックの強度を向上させたりするなど、用途に応じて必要な特性を向上させることが可能になっているためである。本考案ではリード端子を固定する硬度がありベース金属板への接着強度も確保でき、機械的な強度の高い樹脂が好適である。ポッティング用樹脂は液状樹脂とも呼ばれ複雑な形状や隙間にも充填されるが、熱硬化時もクラックの発生しない柔軟性のあるものが良い。高温・高電力動作用に開発されたシロキサン系樹脂が好適である（特許文献３）が、用途に応じてポッティング用のシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを使用しても構わない。【００１３】  本考案はパワーデバイスの高性能化が進むにつれより過酷な条件で使用されるニーズに対応するものであり、モールド用樹脂はリード端子の固定や機械的な強度を十分に確保できる硬化時硬度の高いものを選定し、半導体チップを保護する目的の樹脂はむしろ硬度が低く低応力であり、かつ耐熱性の高いものが望ましい。このように柔軟性の高い樹脂はモールドには適さないため、ポッティングで形成するのが最適である。またこうすることにより、半導体装置の高温動作で樹脂モールドに多少のクラックが入っても半導体素子には影響を与えないため、信頼性の高い樹脂封止型半導体装置を提供できる。【００１４】  図２には図１に示す樹脂封止型パワー半導体装置にプラスチックの蓋９を接着したものである。蓋の樹脂にはモールド用樹脂と熱膨張係数の近いものが望ましいが、特に限定されない。このようにすることにより樹脂封止型パワー半導体装置の機械的な強度が一層向上する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  本考案による樹脂封止型パワー半導体装置では、モールドとポッティングに使用する樹脂を目的・特性に応じて使い分けることが可能になり安価でかつ高温・高電力動作が可能な半導体装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００１７】  １        パワー半導体装置
２        ＳｉＣ  ＭＯＳＦＥＴ
３        ゲートリード端子
４        ドレインリード端子
５        ソースリード端子
６        ベース金属板
７        キャビティーを有する樹脂モールド
８        ポッティング用樹脂
９        プラスチックの蓋
１０      半導体チップ
１１、１２  樹脂モールド
【図１】
0003162542.tif 000003
【図２】
0003162542.tif 000004
【図３】
0003162542.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年6月16日(2010.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ベース金属板にキャビティーを有する樹脂モールドが形成され、リード端子は前記樹脂モールドに貫通して固定され、前記キャビティー内に搭載されたパワー半導体チップに前記リード端子が接合され、前記キャビティーには樹脂がポッティングされたことを特徴とする樹脂封止型パワー半導体装置。