(57)【要約】【課題】本発明は、信頼性の高い半導体装置を製造することを目的とする。【解決手段】本発明に係る半導体装置は、電極を有する半導体素子と、該電極の上に形成された半田ランドと、該半田ランドと接しつつ該半田ランドを囲み、かつ該電極に対して該半田ランドよりも高く形成された半田拡散防止部と、該半田ランドの上であって該半田拡散防止部に囲まれる位置に形成された半田と、該半田と該半田ランドを介して該電極に固定された端子と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2013143552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を有する半導体素子と、
前記電極の上に形成された半田ランドと、
前記半田ランドと接しつつ前記半田ランドを囲み、かつ前記電極に対して前記半田ランドよりも高く形成された半田拡散防止部と、
前記半田ランドの上であって前記半田拡散防止部に囲まれる位置に形成された半田と、
前記半田と前記半田ランドを介して前記電極に固定された端子と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半田拡散防止部は、ポリイミド又は絶縁膜で形成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
電極を有する半導体素子と、
前記電極の上に形成された、複数の溝を有する半田ランドと、
前記半田ランドの上に前記複数の溝を埋めるように形成された半田と、
前記半田と前記半田ランドを介して前記電極に固定された端子と、を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記電極には複数の電極溝が形成され、
前記複数の溝は、前記複数の電極溝に沿って形成されたことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電極はアルミを含む材料で形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電力用途の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電極の上に半田付け領域としての金属膜を形成した半導体装置が開示されている。この半導体装置は、金属膜上の半田に端子を固定し、半田及び金属膜を介して端子と電極を接続するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０１３０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の半導体装置では、半田が金属膜以外の部分に流れることがある。例えば半田が電極に付着すると、半田と電極で合金を形成し、半導体装置の信頼性を低下させることがあった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、信頼性の高い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】
【０００６】
本発明に係る半導体装置は、電極を有する半導体素子と、該電極の上に形成された半田ランドと、該半田ランドと接しつつ該半田ランドを囲み、かつ該電極に対して該半田ランドよりも高く形成された半田拡散防止部と、該半田ランドの上であって該半田拡散防止部に囲まれる位置に形成された半田と、該半田と該半田ランドを介して該電極に固定された端子と、を備える。
【０００７】
本発明に係る他の半導体装置は、電極を有する半導体素子と、該電極の上に形成された、複数の溝を有する半田ランドと、該半田ランドの上に該複数の溝を埋めるように形成された半田と、該半田と該半田ランドを介して該電極に固定された端子と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信頼性の高い半導体装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。
【図２】半田拡散防止部を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。半導体装置１０は、Ｔ−ＰＭ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｌｄｅｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）で形成されている。半導体装置１０は、絶縁シート１２を備える。絶縁シート１２の上には接着剤１４を介してヒートスプレッダ１６が形成されている。ヒートスプレッダ１６の上には半導体素子１８が形成されている。半導体素子１８は、上面にベース電極１８ａとエミッタ電極１８ｂを有している。ベース電極１８ａとエミッタ電極１８ｂは、アルミを含む材料で形成されている。エミッタ電極１８ｂの上には半田ランド２０が形成されている。
【００１１】
半田ランド２０と接しつつ半田ランド２０を囲むように半田拡散防止部２２が形成されている。半田拡散防止部２２は、エミッタ電極１８ｂに対して半田ランド２０よりも高く形成されている。図２は、半田拡散防止部を示す平面図である。図２では、半田ランド２０と半田拡散防止部２２の位置関係が示されている。半田拡散防止部２２は、半田ランド２０を環状に囲んでいる。半田拡散防止部２２は、露光、現像処理を経て環状に形成されたポリイミドである。
【００１２】
図１の説明に戻る。半田ランド２０の上であって半田拡散防止部２２に囲まれる位置に半田２４が形成されている。半田２４には主端子２６が接続されている。主端子２６は、半田２４と半田ランド２０を介してエミッタ電極１８ｂに固定されている。このように、端子を直接半導体素子表面の電極と接合させることを、ダイレクトリードボンドと呼ぶことがある。
【００１３】
ベース電極１８ａにはワイヤ２８ａを介して制御端子２８ｂが接続されている。半導体素子１８などを覆い、主端子２６の一部、絶縁シート１２の裏面、及び制御端子２８ｂの一部を外部に露出させるモールド樹脂３０が形成されている。
【００１４】
本発明の実施の形態１に係る半導体装置１０によれば、環状の半田拡散防止部２２がエミッタ電極１８ｂに対して半田ランド２０よりも高く形成されているので、半田２４が半田拡散防止部２２の外に出ることを防止できる。よって、半田２４とエミッタ電極１８ｂが合金を形成しエミッタ電極１８ｂにクラックが生じることを防止できる。これにより半導体装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
半田拡散防止部２２は、ポリイミドで形成したが、例えば絶縁膜で形成してもよい。半田拡散防止部２２の材料は、エミッタ電極１８ｂと合金を形成するなどして半導体装置の信頼性を低下させるものでなければ特に限定されない。また、エミッタ電極１８ｂは、はんだ２４と接することで信頼性を低下させるものの一例であるので、エミッタ電極１８ｂ以外の電極に対して本発明の半田拡散防止部２２を形成してもよい。また、ベース電極１８ａとエミッタ電極１８ｂの材料はアルミを含む材料に限定されない。
【００１６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る半導体装置は、実施の形態１との相違点を中心に説明する。図３は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。半導体装置５０は、エミッタ電極１８ｂの上に、半田ランド５２を備えている。半田ランド５２は、複数の溝５２ａを有している。半田ランド５２の上には、複数の溝５２ａを埋めるように半田５４が形成されている。そして、主端子２６は、半田５４と半田ランド５２を介してエミッタ電極１８ｂに固定されている。
【００１７】
本発明の実施の形態２に係る半導体装置５０によれば、半田５４が半田ランド５２の複数の溝５２ａを埋める。よって、半田ランド５２の外に半田５４が流れることを防止できる。よって、半導体装置５０の信頼性を高めることができる。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の変形例を示す断面図である。この半導体装置は、半導体素子１００のエミッタ電極１００ｂに複数の電極溝１００ｃが形成されていることを特徴とする。なお、１００ａはベース電極を示す。
【００１９】
半田ランド１０２は、エミッタ電極１００ｂの電極溝１００ｃに沿って形成される。よって、半田ランド１０２に複数の溝１０２ａを形成することができる。複数の溝１０２ａを半田５４が埋めることで半田５４が半田ランド１０２の外に流れることを防止できる。
【００２０】
本発明の実施の形態２に係る半導体装置５０は少なくとも実施の形態１に係る半導体装置１０と同程度の変形は可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  半導体装置、  １２  絶縁シート、  １４  接着剤、  １６  ヒートスプレッダ、  １８  半導体素子、  １８ａ  ベース電極、  １８ｂ  エミッタ電極、  ２０  半田ランド、  ２２  半田拡散防止部、  ２４  半田、  ２６  主端子、  ２８  ａ  ワイヤ、  ２８ｂ  制御端子、  ３０  モールド樹脂、  ５０  半導体装置、  ５２  半田ランド、  ５２ａ  複数の溝、  ５４  半田、  １００  半導体素子、  １００ａ  ベース電極、  １００ｂ  エミッタ電極、  １００ｃ  複数の電極溝、  １０２  半田ランド、  １０２ａ  複数の溝
【図１】
2013143552.tif 000003
【図２】
2013143552.tif 000004
【図３】
2013143552.tif 000005
【図４】
2013143552.tif 000006