(57)【要約】【課題】端子接続劣化を防止した高信頼性の半導体装置を提供する。【解決手段】本発明の半導体装置は、半導体素子と、半導体素子が一方の主面に搭載された基板と、基板に接続された端子と、基板の一方の主面に配置され、半導体素子を囲むように配置されたケースとを備え、ケースは第１のケースと、第２のケースから成り、第１のケースは、外囲体であって、第２のケースは、端子を挟み込むように、端子と、第１ケースに当接していることを特徴とする。また第２のケースは、下面および外壁にコノ字形状の凹部を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、前記半導体素子が一方の主面に搭載された基板と、前記基板に接続された端子と、前記基板の一方の主面に配置され、前記半導体素子を囲むように配置されたケースと、を備えた半導体装置において、前記ケースは第１のケースと、第２のケースから成り、前記第１のケースは、外囲体であって、前記第２のケースは、前記端子を挟み込むように、前記端子と、前記第１ケースに当接していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２のケースは、下面および外壁にコノ字形状の凹部を有することを特徴とする請求項１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、ケース内を樹脂で封止する高温領域で動作可能な半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を使用したトランスファーモールドに代えて樹脂ケースを使用した半導体装置がある。この種の半導体装置においても、半導体素子として、ＳｉＣなどの化合物半導体を用いたものがある。ＳｉＣなどの化合物半導体は、従来のＳｉ半導体に比べて、高温領域での動作が可能であり、小型化や高効率化が期待されている。
【０００３】
金属基板をベースに構成されたモジュールに、半導体装置の端子を接続する際、端子の位置ズレが問題となる。このため対策として、外周のケースに固着させて、端子の位置精度を向上させた技術は公知である。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７１８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来技術では、端子の位置精度は向上するが、封止樹脂だけでは端子に加わる荷重に対して強度不足であり、端子の接合部に歪が発生し、接合部の劣化につながる問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み、荷重による端子の接合劣化を防止した高信頼性の半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本発明は以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子が一方の主面に搭載された基板と、前記基板に接続された端子と、前記基板の一方の主面に配置され、前記半導体素子を囲むように配置されたケースと、を備えた半導体装置において、前記ケースは第１のケースと、第２のケースから成り、前記第１のケースは、外囲体であって、前記第２のケースは、前記端子を挟み込むように、前記端子と、前記第１ケースに当接していることを特徴とする。
本発明の半導体装置は、前記第２のケースは、下面および外壁にコノ字形状の凹部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、第１のケースと、第２のケースにより、端子を挟み込むことで、荷重による端子の接合劣化を防止した高信頼性の半導体装置を提供することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置１００の平面模式図である。
【図２】図１のＡ-Ａ断面による半導体装置１００の構成を示す断面模式図である。
【図３】図１のＢ-Ｂ断面による半導体装置１００の構成を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。なお以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【実施例】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例に係る半導体装置１００を説明する。図１は、本発明の実施例に係る半導体装置１００の平面模式図である。図２は、図１のＡ-Ａ断面による半導体装置１００の構成を示す断面模式図である。また、図３は、図１のＡ-Ａ断面による半導体装置１００の構成を示す断面模式図である。
【００１２】
図１に示す半導体装置１００は、外側ケース１、内側ケース２、半導体素子３、基板４、導体層５、端子６から成っている。
【００１３】
第１のケースは、基板４の一方の主面に配置され、平面視において、半導体素子を囲むように設けられている。本実施例においては、第１のケースの内壁と第２のケース２の外壁が当接している。このため、第１のケース１は、半導体素子を保護するパッケージ（外囲体）の一部として機能する。ケースは、例えば、加工性がよく融点も２８０℃と高い、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）に代表される高機能エンジニアプラスチックが望ましい。
【００１４】
第２のケースは、基板４の一方の主面に配置され、平面視において、半導体素子を囲むように設けられている。本実施例においては、第２のケースの下面および外壁にコノ字形状の凹部を有する。凹部に端子を固定することで、荷重に対する変形を防止する。第１のケースの内壁と第２のケース２の外壁が当接し、半導体素子を保護するパッケージ（外囲体）の一部としても機能する。第２のケースは、例えば、加工性がよく融点も２８０℃と高い、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）に代表される高機能エンジニアプラスチックが望ましい。
【００１５】
半導体素子３は、基板４上の導体層５に導電性接着材を介して載置され固定されている。例えばＳｉ半導体、ＳｉＣ半導体等で構成する電力用半導体素子である。化合物半導体とすればＳｉ半導体に比べて高温状態での動作が可能であり、またスイッチング速度が速く、低損失である。
【００１６】
基板４は、金属を基材とする金属板であって、ＡｌまたはＡｌ合金、またはＣｕ、Ｃｕ合金を基材とする。基板の一方の主面に、絶縁層を形成し、さらに絶縁層の上面に導体層を形成する。基板４の導体層は、半導体素子３を、一方の主面に導電性接着材を介して固着させている。基板４は、基板４の上面に第１のケースおよび第２のケースの下面を当接させる。
【００１７】
半導体層５は、ＣｕまたはＣｕ合金を基材とし、例えば厚さは０．２ｍｍであり、めっきが施されている。基板３の上面（一方の主面）に形成され、導電性接着材（図示せず）を介して、半導体素子３および端子５を固着している。例えば導電性接着材には、はんだが用いられる。
【００１８】
端子６は、ＣｕまたはＣｕ合金に、ＮｉめっきあるいはＡｇめっきを施して成る。本実施例に係る半導体装置１００では、端子は、基板４の上面の導体層５に、導電性接着材を介して電気的に接続されている。端子６は、半導体素子などの外部取り出し電極として機能する。端子６は、例えば、１．０ｍｍ厚の平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工で形成される。
【００１９】
次に、上述の実施例に係る半導体装置１００の効果を説明する。
【００２０】
本発明の実施例に係る半導体装置は、請求項１によれば、第１のケースの内壁と第２のケース２の外壁が当接し、端子を挟み込むことで、荷重による端子の変形を防止し、端子接合部の劣化を防止できる。
請求項２によれば、第２のケースの下面および外壁に、コノ字形状の凹部を有することで、端子を第２のケースで抑え込み、凹部に端子を固定することができ、端子の位置精度を確保することができる。また、端子を凹部で固定することで、基板への端子接合が容易となる。
【００２１】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることは明らかである。
【００２２】
端子の外部への出し方は、垂直方向としているが、外部機器の接続状態の合わせて、端子角度を外側に曲げてもよい。端子を挟み込んで固定しているため、横方向に変形を加えても、端子接合部にゆがみを生じることがない。
【００２３】
端子の接合には、例えば、はんだを使用するとしたが、超音波接合を用いてもよい。鉛フリー化により、更に環境に配慮できる。
【００２４】
基板には、ＡｌＮ基板あるいは、アルミナセラミックス基板に、銅回路をＤｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄ法にて接合したＤＢＣ基板を用いて、放熱用絶縁基板としてもよい。
【００２５】
第１のケースおよび第２のケースは、ＰＰＳ材を主材としたが、金属よりも軽くて絶縁性が保たれる材料が好ましく、塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂などでもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１、第１のケース
２、第２のケース
３、半導体素子
４、基板
５、導体層
６、端子
１００、半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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