(57)【要約】【課題】大電流容量確保の市場要求に対し、太いアルミ線のワイヤボンディングを複数行うことなく、大電流容量を確保できる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、リードフレームと、前記半導体素子と前記リードフレームとを、電気的に接続する導電材と、前記半導体素子を囲むように配置されるケースと、前記ケースで囲まれる領域を封止体で封止する半導体装置において、前記導電材は、板状の一対の接続部と、前記接続部の一端に連結され且つ、接続部から上方に立ちあがって形成された板状の一対の橋脚部と、前記一対の橋脚部の上端を連結する板状の橋板部とを有する構造である。【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、リードフレームと、前記半導体素子と前記リードフレームとを、電気的に接続する導電材と、前記半導体素子を囲むように配置されるケースと、前記ケースで囲まれる領域を封止体で封止する半導体装置において、前記導電材は、板状の一対の接続部と、前記接続部の一端に連結され且つ、接続部から上方に立ちあがって形成された板状の一対の橋脚部と、前記一対の橋脚部の上端を連結する板状の橋板部とを有することを特徴とする半導体装置。
【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。この半導体装置は、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り、従来のＳｉ半導体を用いたものに比べて、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】
半導体素子の電気的接続のために、従来技術の一般的な手法として、高導電性の金属線によるワイヤボンディングが広く用いられている。金属線には例えばアルミニウムが用いられるが、金線や銅線といった、金属線を用いる場合もある。また、例えば電力用半導体素子のように、制御用半導体素子に比べて相対的に多くの電流が流れる場合、太いアルミ線を複数本用いてワイヤボンディングを行うことがある。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国実用新案２０３０１３７０９Ｕ号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術によれば、さらに大電流容量の要求に応えるためには、より太いアルミ線が複数本必要となる。例えば、５００アンペアの電流を流す必要がある場合、直径５００μｍのアルミ線が６本必要である。
しかしながら、太いアルミ線のワイヤボンディングを複数行うには、多くの工数とコストがかかる。一方では、半導体装置の小型化という市場要求もあって、電力用半導体素子の電極面積を広くすることも難しい。あるいは、アルミニウムよりも電気抵抗が低い金属線の利用も考えられるが、例えば銅線では硬度が高く、ワイヤボンディングでの半導体素子へのダメージが懸念される。さらには、電力用半導体素子からの発熱といった課題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を鑑み、大電流容量を確保できる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】
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、リードフレームと、半導体素子とリードフレームとを、電気的に接続する導電材と、半導体素子を囲むように配置されるケースと、ケースで囲まれる領域を封止体で封止する半導体装置において、導電材は、板状の一対の接続部と、接続部の一端に連結され且つ、接続部から上方に立ちあがって形成された板状の一対の橋脚部と、一対の橋脚部の上端を連結する板状の橋板部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、大電流容量を確保できる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の断面概念図である。
【図２】本発明の実施例１に係る導電材３付近の斜視概念図である。
【図３】本発明の変形例１に係る半導体装置１００の断面概念図である。
【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の平面概念図である。また図２は、本発明の実施例に係る導電材３付近の斜視概念図である。
【００１２】
図１に示す半導体装置１００は、半導体素子１、リードフレーム２、導電材３、基板４、放熱板５、ケース６、封止体７から成っている。
【００１３】
半導体素子１は、リードフレーム２上に接着材を介して載置され固定されている。例えばＳｉＣ半導体やＧａＮ半導体等の化合物半導体で構成する電力用半導体素子である。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。
【００１４】
リードフレーム２は、主面に半導体素子１を載置し、接着材を介して固定している。本発明の実施例では、リードフレーム２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が施されて形成され、材質は銅または銅合金が多く使用され、表面は銀めっき等を施すことができる。
【００１５】
図２で示すように、導電材３は、板状の一対の接続部と、接続部の一端に連結され且つ、接続部から上方に立ちあがって形成された板状の一対の橋脚部と、一対の橋脚部の上端を連結する板状の橋板部とを有し、接続部は、半導体素子１およびリードフレーム２とを、はんだ（図示せず）を介して電気的に接続する。
導電材３は、導電性が高い金属材が好ましく、アルミニウム材、あるいは銅材、あるいは金材で構成するのがよい。導電材の断面積は必要なアルミ線の断面積と同じくすればよい。本発明の実施例では、直径５００μｍのアルミ線６本分に相当する断面積である。
【００１６】
基板４は、アルミ基板と、アルミ基板の上面に形成された絶縁層（図示せず）と、絶縁層を介して、アルミ基板の上面に形成された導体層（回路配線）を有し、導体層は、半導体素子を一方の主面に導電性接着材を介して固着させている。また基板４の下面には、熱伝導性の高い接着剤を介して、放熱板５を配置する。
【００１７】
放熱板５は、銅または銅合金を基材とし、めっきが施されている。放熱板５は、基板４の下面に配置され、放熱板５の一方の主面は、半導体装置１００の外表面に露出している。これにより基板４の放熱性を向上させる。
【００１８】
ケース６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、ケース６を基板４の外周縁に沿って配置し、基板４の側面の延長線上にケース５の外壁が位置するようにしている。このため、ケース６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とともに、封止樹脂が注入される器として機能する。
ケース６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）が望ましい。
【００１９】
封止体７は、基板４の上面において、ケース６で囲まれた領域に形成されている。封止体７は、熱による物性変化が少なく耐熱性が優れた樹脂から成る。例えばシリコン系樹脂が用いられる。
以上により、半導体装置１００が完成する。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明の実施例に係る半導体装置は、請求項１によれば、導電材に、板状の一対の接続部と、接続部の一端に連結され且つ、接続部から上方に立ちあがって形成された板状の一対の橋脚部と、一対の橋脚部の上端を連結する板状の橋板部とを有する構造をもつことから、金属線を用いたワイヤボンディングに比べて、導電材の熱容量を増大することができ、また放熱面積を拡大することができる。よって大電流が流れる場合の放熱性を向上することができる。
【００２２】
また、導電材の電気的接続の際には、はんだの使用が可能であり、チップのはんだ付けと同時に接合できる。さらに、複数のワイヤボンディング工程を必要としないなど、製造工数の削減が可能である。
【００２３】
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。
【００２４】
ケース６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。
【００２５】
基板４をアルミ基板としたが、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。
【００２６】
変形例として、図３に示すように、半導体装置１００は、ケース６の上面に蓋８を取り付けてもよい。これにより、さらに密着性が良好に得られ、耐湿性に優れた半導体装置を実現できる。
【符号の説明】
【００２７】
１、半導体素子
２、リードフレーム
３、導電材
３１、接続部
３２、橋脚部
３３、橋板部
４、基板
５、放熱板
６、ケース
７、封止体
１００、半導体装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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