DE102011088442A1 - Semiconductor device for power converter, has protective element made of polar resin material that is arranged in region surrounding semiconductor chip at main surface of heat spreader - Google Patents

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Abstract

The semiconductor device (100) has semiconductor chip (4) that is installed on main surface of a heat spreader (2) through soldering layer (3). The semiconductor chip and main surface of the heat spreader are sealed with a molding resin (5). A protective element (1) is arranged in the region surrounding semiconductor chip at the main surface of the heat spreader. The protective element is made of polar resin material with flexural strength and glass transition temperature higher than that molding resin.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung und insbesondere auf eine Leistungshalbleitervorrichtung, die beispielsweise in einem Leistungswandler verwendet wird.The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device used in, for example, a power converter.

Eine Leistungshalbleitervorrichtung verwendet in vielen Fällen eine mit Harz umformte Struktur, in der ein Halbleiterchip auf einem metallischen Wärmeverteiler angeordnet ist, der als Wärmeableitungssubstrat fungiert, und die Halbleitervorrichtung mit dem ganzen Halbleiterchip abgesehen von der unteren Oberfläche des Wärmeverteilers mit einem Formharz versiegelt ist.A power semiconductor device in many cases uses a resin-reformed structure in which a semiconductor chip is disposed on a metallic heat spreader which functions as a heat dissipation substrate, and the semiconductor device is sealed with the whole semiconductor chip except for the bottom surface of the heat spreader with a molding resin.

In dieser mit Harz umformten Halbleitervorrichtung erzeugt die Wiederholung eines Wärmezyklus allmählich eine Trennung an einer Grenze zwischen dem Formharz und dem Wärmeverteiler. Dies kann schließlich zur Erzeugung eines Risses im Lötmittel führen, das den Halbleiterchip mit dem Wärmeverteiler verbindet.In this resin molded semiconductor device, the repetition of a thermal cycle gradually creates a separation at a boundary between the molding resin and the heat spreader. This can eventually lead to the creation of a crack in the solder that connects the semiconductor chip to the heat spreader.

In diesem Fall kann die Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung verringert werden, so dass verhindert wird, dass die Halbleitervorrichtung eine Funktion als Halbleitervorrichtung durchführt. Somit kann die folgende Struktur wie z. B. die in JP 4086774-A offenbarte Struktur als Beispiel verwendet werden, um die Hafteigenschaften zwischen dem Wärmeverteiler und dem Formharz zu verbessern. In dieser Struktur wird ein Grübchen an einer Oberfläche des Wärmeverteilers um den Halbleiterchip ausgebildet, um die Haltbarkeit zu verbessern, um einem Wärmezyklus standzuhalten.In this case, the reliability of the semiconductor device can be reduced, so that the semiconductor device is prevented from performing a function as a semiconductor device. Thus, the following structure such. B. the in JP 4086774-A disclosed structure can be used as an example to improve the adhesive properties between the heat spreader and the molding resin. In this structure, a dimple is formed on a surface of the heat spreader around the semiconductor chip to improve durability to withstand a heat cycle.

Die vorstehend erwähnte Struktur der Halbleitervorrichtung verbessert die Hafteigenschaften zwischen dem Formharz und dem Wärmeverteiler unter Verwendung des Ankereffekts des Grübchens. Unterdessen weist ein Metallmaterial wie z. B. Kupfer zum Ausbilden des Wärmeverteilers eine schlechte Haftfähigkeit am Formharz auf, so dass eine Beanspruchung des Formharzes intensiv auf einen spitzen Abschnitt der Grübchengestalt aufgebracht wird. Wenn sie in einem breiteren Temperaturbereich verwendet wird, kann daher die Haltbarkeit der Halbleitervorrichtung, um einem Wärmezyklus standzuhalten, verringert werden.The above-mentioned structure of the semiconductor device improves the adhesion properties between the molding resin and the heat spreader using the anchor effect of the dimple. Meanwhile, a metal material such. For example, copper for forming the heat spreader on a bad adhesion to the molding resin, so that a stress of the molding resin is applied intensively to a pointed portion of the dimple shape. Therefore, when used in a broader temperature range, the durability of the semiconductor device to withstand a heat cycle can be reduced.

Unterdessen ist die Entwicklung fortgeschritten, um einen Halbleiterchip mit einem Substrat, das aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke wie z. B. SiC (Siliziumcarbid) besteht, der bei einer höheren Temperatur arbeiten kann, zu schaffen. Somit war eine Halbleitervorrichtung mit höherer Haltbarkeit, um einem Wärmezyklus standzuhalten, der durch den Hochtemperaturbetrieb erzeugt wird, erwünscht.Meanwhile, development has progressed to provide a semiconductor chip having a substrate made of a wide bandgap semiconductor such as silicon dioxide. As SiC (silicon carbide), which can operate at a higher temperature to create. Thus, a semiconductor device having higher durability to withstand a heat cycle generated by the high-temperature operation has been desired.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung mit verbesserter Haltbarkeit, um einem Wärmezyklus standzuhalten, der durch einen Hochtemperaturbetrieb erzeugt wird, zu schaffen.It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having improved durability to withstand a heat cycle generated by a high-temperature operation.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a semiconductor device according to claim 1.

Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Wärmeableitungssubstrat und mindestens einen Halbleiterchip, der durch eine Lötschicht mit einer Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats verbunden ist. Der mindestens eine Halbleiterchip und die Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats sind mit einem Formharz versiegelt. Die Halbleitervorrichtung umfasst eine in der Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats ausgebildete Schutzvorrichtung, die einen Bereich umgibt, in dem der mindestens eine Halbleiterchip angeordnet ist. Die Schutzvorrichtung besteht aus einem Harzmaterial, das eine polare Gruppe enthält und das eine Biegefestigkeit und eine Glasübergangstemperatur aufweist, die höher sind als jene des Formharzes.A semiconductor device according to one aspect of the present invention includes a heat dissipation substrate and at least one semiconductor chip connected by a solder layer to a main surface of the heat dissipation substrate. The at least one semiconductor chip and the main surface of the heat dissipation substrate are sealed with a molding resin. The semiconductor device includes a protection device formed in the main surface of the heat dissipation substrate surrounding a region in which the at least one semiconductor chip is disposed. The protective device is made of a resin material containing a polar group and having a bending strength and a glass transition temperature higher than those of the molding resin.

Gemäß diesem Aspekt der Halbleitervorrichtung ermöglicht die Wasserstoffbindung der polaren Gruppe einen festen Haftkontakt zwischen der Schutzvorrichtung und dem Formharz. Somit löst sich das Formharz in engem Kontakt mit der Schutzvorrichtung nicht leicht ab, so dass verhindert wird, dass sich das Formharz weiter ablöst. Ferner baut die Bereitstellung der Schutzvorrichtung auf der Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats die Beanspruchung ab, die auf das Wärmeableitungssubstrat aufgrund eines Wärmezyklus aufgebracht wird, so dass in der Lötschicht kein Riss erzeugt wird. Folglich kann der Halbleitervorrichtung eine verbesserte Haltbarkeit, um einem Wärmezyklus standzuhalten, der durch einen Hochtemperaturbetrieb erzeugt wird, verliehen werden.According to this aspect of the semiconductor device, the hydrogen bonding of the polar group enables firm bonding between the protection device and the molding resin. Thus, the mold resin does not easily come off in close contact with the protector, thereby preventing the mold resin from further peeling off. Further, the provision of the protection device on the main surface of the heat dissipation substrate reduces the stress applied to the heat dissipation substrate due to a heat cycle, so that no crack is generated in the solder layer. Thus, the semiconductor device can be given improved durability to withstand a heat cycle generated by a high-temperature operation.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich.These and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of embodiments of the invention with reference to FIGS. From the figures show:

1 eine Schnittansicht, die die Struktur einer Halbleitervorrichtung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 a sectional view showing the structure of a semiconductor device of a preferred embodiment of the present invention;

2 eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bevor sie mit Harz versiegelt wird; 2 a plan view of the semiconductor device of the preferred embodiment of the present invention, before being sealed with resin;

3 die Gestalt einer Schutzvorrichtung der Halbleitervorrichtung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Querschnitt; 3 the shape of a protective device of the semiconductor device of the preferred embodiment of the present invention in cross section;

4 schematisch einen Zustand, in dem sich ein Formharz ablöst; 4 schematically a state in which a mold resin peels off;

5 eine Schnittansicht, die eine erste Modifikation der Gestalt einer Schutzvorrichtung zeigt; 5 a sectional view showing a first modification of the shape of a protective device;

6 eine Schnittansicht, die eine zweite Modifikation der Gestalt einer Schutzvorrichtung zeigt; 6 a sectional view showing a second modification of the shape of a protective device;

7 eine Schnittansicht, die eine Struktur mit mehreren Halbleiterchips, die von einer Schutzvorrichtung umgeben sind, zeigt; und 7 a sectional view showing a structure with a plurality of semiconductor chips, which are surrounded by a protective device shows; and

8 eine Draufsicht, die die Struktur mit den mehreren Halbleiterchips, die von einer Schutzvorrichtung umgeben sind, zeigt. 8th a plan view showing the structure with the plurality of semiconductor chips, which are surrounded by a protective device.

<Bevorzugte Ausführungsform><Preferred Embodiment>

1 ist eine Schnittansicht, die die Struktur einer Halbleitervorrichtung 100 der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Halbleitervorrichtung 100 mehrere Halbleiterchips 4, die durch Lötschichten 3 mit einer Hauptoberfläche (oberen Oberfläche) eines metallischen Wärmeverteilers 2, der als Wärmeableitungssubstrat fungiert, verbunden sind. Die Halbleiterchips 4 umfassen beispielsweise Transistoren mit Emitterelektroden, die durch Aluminiumdrähte 10 mit einem Emitteranschluss 9 verbunden sind, und Kollektorelektroden, die auf der entgegengesetzten Seite der Emitterelektroden vorgesehen sind und die durch die Lötschichten 3 mit dem Wärmeverteiler 2 elektrisch verbunden sind. Ein Kollektoranschluss 8 ist mit dem Wärmeverteiler 2 verbunden. 1 FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device. FIG 100 of the present invention. As in 1 shown includes the semiconductor device 100 several semiconductor chips 4 passing through solder layers 3 with a main surface (upper surface) of a metallic heat spreader 2 , which functions as a heat dissipation substrate. The semiconductor chips 4 For example, transistors include emitter electrodes formed by aluminum wires 10 with an emitter terminal 9 and collector electrodes provided on the opposite side of the emitter electrodes and through the solder layers 3 with the heat spreader 2 are electrically connected. A collector connection 8th is with the heat spreader 2 connected.

Die Halbleiterchips 4 können aus Halbleiterelementen mit Substraten, die aus Silizium (Si) bestehen, oder aus Halbleiterelementen mit Substraten, die aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke wie z. B. SiC (Siliziumcarbid) bestehen, konstruiert sein.The semiconductor chips 4 can be made of semiconductor elements with substrates made of silicon (Si), or of semiconductor elements with substrates made of a semiconductor with a wide band gap such. B. SiC (silicon carbide), be constructed.

Ein Halbleiterelement wie z. B. ein Schaltelement oder ein Diodenelement, das aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke besteht, weist eine hohe Durchschlagspannung und eine hohe zulässige Stromdichte auf. Somit kann ein Halbleiterelement, das aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke besteht, kleiner gemacht werden als ein Halbleiterelement, das aus einem Siliziumhalbleiter besteht. Folglich erreicht die Verwendung eines kleinen Schaltelements und eines kleinen Diodenelements in einem Halbleiterchip eine Größenverringerung des Halbleiterchips.A semiconductor element such as. As a switching element or a diode element, which consists of a semiconductor with a wide band gap, has a high breakdown voltage and a high permissible current density. Thus, a semiconductor element made of a wide-gap semiconductor can be made smaller than a semiconductor element made of a silicon semiconductor. Consequently, the use of a small switching element and a small diode element in a semiconductor chip achieves size reduction of the semiconductor chip.

Schlitze SL, die die entsprechenden Halbleiterchips 4 umgeben, sind in einer Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 ausgebildet, auf dem die Halbleiterchips 4 angeordnet sind. Harzschutzvorrichtungen 1, die teilweise in die entsprechenden Schlitze SL eingesetzt sind, sind auch in dieser Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 ausgebildet. Die Schutzvorrichtungen 1 erstrecken sich in einer zur Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 senkrechten Richtung unter Bildung von Wänden, die die Halbleiterchips 4 umgeben.Slots SL, which are the corresponding semiconductor chips 4 are in a main surface of the heat spreader 2 formed on which the semiconductor chips 4 are arranged. Resin protective devices 1 , which are partially inserted into the respective slots SL, are also in this main surface of the heat spreader 2 educated. The protections 1 extend in one to the main surface of the heat spreader 2 vertical direction to form walls, which are the semiconductor chips 4 surround.

Eine Isolationsplatte 6 mit elektrischen Isolationseigenschaften und Wärmeableitungseigenschaften ist mit einer Hauptoberfläche (unteren Oberfläche) des Wärmeverteilers 2 entgegengesetzt zu jener, auf der die Halbleiterchips 4 angeordnet sind, verbunden. Eine Kupferfolie 7 ist auf eine Oberfläche der Isolationsplatte 6 entgegengesetzt zu jener, auf der der Wärmeverteiler 2 angeordnet ist, aufgebracht.An isolation plate 6 with electrical insulation properties and heat dissipation characteristics is with a main surface (lower surface) of the heat spreader 2 opposite to that on which the semiconductor chips 4 are arranged, connected. A copper foil 7 is on a surface of the insulation board 6 opposite to that on which the heat spreader 2 is arranged, applied.

Die obere und die Seitenoberflächen des Wärmeverteilers 2, einschließlich der Halbleiterchips 4 sind mit einem Formharz 5 versiegelt.The top and side surfaces of the heat spreader 2 including the semiconductor chips 4 are with a molding resin 5 sealed.

Jeweilige Endabschnitte der Kollektor- und Emitteranschlüsse 8 und 9 stehen von den Seitenoberflächen des Formharzes 5 nach außen vor. Eine Oberfläche der Kupferfolie 7 liegt an der unteren Oberfläche der Halbleitervorrichtung 100 frei. Ein Kühler wie z. B. ein Kühlkörper ist derart befestigt, dass er mit der freiliegenden Oberfläche der Kupferfolie 7 in Kontakt steht, wodurch eine Wärmeableitung erzielt wird.Respective end sections of the collector and emitter terminals 8th and 9 stand from the side surfaces of the molding resin 5 outward. A surface of the copper foil 7 is located on the lower surface of the semiconductor device 100 free. A cooler such. B. a heat sink is attached such that it with the exposed surface of the copper foil 7 in contact, whereby a heat dissipation is achieved.

2 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100, bevor sie mit Harz versiegelt wird, wie in der Richtung der Halbleiterchips 4 betrachtet. Die Schutzvorrichtungen 1 sind so vorgesehen, dass sie die entsprechenden Halbleiterchips 4 umgeben. Eine Schnittansicht in der Richtung der Pfeile an der Linie A-A von 2 ist in 1 gezeigt. 2 FIG. 10 is a plan view of the semiconductor device. FIG 100 before it is sealed with resin, as in the direction of the semiconductor chips 4 considered. The protections 1 are provided so that they have the corresponding semiconductor chips 4 surround. A sectional view in the direction of the arrows on the line AA of 2 is in 1 shown.

3 zeigt eine beispielhafte Gestalt der Schutzvorrichtung 1 im Querschnitt. Die Schutzvorrichtung 1 ist so ausgebildet, dass sie den Halbleiterchip 4 umgibt, so dass der Querschnitt mit derselben Gestalt tatsächlich auch auf der linken Seite vorhanden ist. Der Querschnitt der linken Seite ist jedoch in 3 nicht gezeigt. 3 shows an exemplary shape of the protective device 1 in cross section. The protection device 1 is designed so that it the semiconductor chip 4 surrounds so that the cross section with the same shape is actually present on the left side. However, the cross section of the left side is in 3 Not shown.

Wie in 3 gezeigt, ist die Gestalt der Schutzvorrichtung 1 im Querschnitt derart, dass die Schutzvorrichtung 1 Kehlnahtabschnitte FL aufweist, die sich von den jeweiligen Mittelabschnitten von entgegengesetzten Seitenoberflächen eines rechteckigen Hauptkörpers MB der Schutzvorrichtung 1 erstrecken. Die Kehlnahtabschnitte FL sind an den Seitenoberflächen des Hauptkörpers MB breit und werden in Richtung ihrer Spitzenenden dünner. Die Kehlnahtabschnitte FL weisen flache Oberflächen auf, die mit dem Wärmeverteiler 2 in Kontakt stehen, und Oberflächen davon, die mit dem Wärmeverteiler 2 nicht in Kontakt stehen, sind nach innen gekrümmt.As in 3 shown is the shape of the fender 1 in cross-section such that the protective device 1 Has fillet sections FL, extending from the respective central portions of opposite side surfaces of a Rectangular main body MB of the fender 1 extend. The fillet weld portions FL are wide at the side surfaces of the main body MB and become thinner toward their tip ends. The fillet weld portions FL have flat surfaces that communicate with the heat spreader 2 in contact, and surfaces thereof, with the heat spreader 2 not in contact, are curved inwards.

Der Wärmeverteiler 2 besteht aus einem Kupfermaterial. Hinsichtlich des Haftkontakts zwischen dem Kupfermaterial und dem Formharz 5 steht das Formharz 5 mit einem Oxidfilm in Haftkontakt, der auf einer Oberfläche des Kupfermaterials ausgebildet ist. Somit bewirkt die Trennung zwischen dem Kupfermaterial und dem Oxidfilm des Kupfermaterials, dass sich das Formharz 5 weiter von der Oberfläche des Wärmeverteilers 2 ablöst.The heat spreader 2 consists of a copper material. With regard to the adhesive contact between the copper material and the molding resin 5 is the molding resin 5 with an oxide film in adhesive contact formed on a surface of the copper material. Thus, the separation between the copper material and the oxide film of the copper material causes the molding resin 5 further from the surface of the heat spreader 2 replaces.

Die Halbleiterchips 4 sind durch die Lötschichten 3 mit dem Wärmeverteiler 2 verbunden und Oxidfilme aus Lötmittel sind auch auf den Seitenoberflächen der Lötschichten 3 ausgebildet. Hinsichtlich des Haftkontakts zwischen den Lötschichten 3 und dem Formharz 5 steht folglich das Formharz 5 mit den Oxidfilmen in Haftkontakt, die auf den Oberflächen der Lötschichten 3 gebildet sind. Die Haftfähigkeit zwischen dem Lötmittel und dem Oxidfilm des Lötmittels ist niedriger als jene zwischen einem Kupfermaterial und einem Oxidfilm des Kupfermaterials. Somit bewirkt die Trennung zwischen dem Lötmittel und dem Oxidfilm des Lötmittels, dass sich das Formharz 5 weiter von den Oberflächen der Lötschichten 3 ablöst.The semiconductor chips 4 are through the solder layers 3 with the heat spreader 2 and oxide films of solder are also on the side surfaces of the solder layers 3 educated. Regarding the adhesive contact between the solder layers 3 and the molding resin 5 is thus the molding resin 5 With the oxide films in adhesive contact on the surfaces of the solder layers 3 are formed. The adhesiveness between the solder and the oxide film of the solder is lower than that between a copper material and an oxide film of the copper material. Thus, the separation between the solder and the oxide film of the solder causes the molding resin 5 further from the surfaces of the solder layers 3 replaces.

Die Differenz des Längenausdehnungskoeffizienten zwischen den Halbleiterchips 4 und dem Formharz 5 kann veranlassen, dass sich das Formharz 5 von den Lötschichten 3 und den Seitenoberflächen der Halbleiterchips 4 abzulösen beginnt.The difference of the coefficient of linear expansion between the semiconductor chips 4 and the molding resin 5 can cause the molding resin 5 from the solder layers 3 and the side surfaces of the semiconductor chips 4 begins to replace.

Die vorliegende Erfindung schafft die Schutzvorrichtungen 1, die die Halbleiterchips 4 umgeben, um eine Trennung eines Formharzes von einem Wärmeverteiler zu verhindern, die durch einen Wärmezyklus verursacht wird.The present invention provides the protective devices 1 that the semiconductor chips 4 surrounded to prevent separation of a molding resin from a heat spreader, which is caused by a heat cycle.

Insbesondere kann ein Material, das eine polare Gruppe wie z. B. ”-OH” und ”=O” enthält und eine Biegefestigkeit und Tg (Glasübergangstemperatur von amorphem Harz) aufweist, die höher sind als jene eines Formharzes, zum Ausbilden der Schutzvorrichtungen 1 verwendet werden. Als Beispiel kann Nylon 66 (eingetragene Handelsmarke), das von DuPont Corporation erhältlich ist, als dieses Material angewendet werden. Dies bildet eine Wasserstoffbindung zwischen den Schutzvorrichtungen 1 und dem Formharz 5, um einen Haftkontakt dazwischen herzustellen, wodurch eine Abtrennung des Formharzes 5 verhindert wird.In particular, a material containing a polar group such as. B. "-OH" and "= O" and has a bending strength and Tg (glass transition temperature of amorphous resin) higher than those of a molding resin, to form the protective devices 1 be used. As an example, nylon 66 (registered trademark), available from DuPont Corporation, may be used as this material. This forms a hydrogen bond between the protective devices 1 and the molding resin 5 to make an adhesive contact therebetween, whereby a separation of the molding resin 5 is prevented.

Insbesondere ermöglicht die Wasserstoffbindung, die zwischen den Schutzvorrichtungen 1, die aus Nylon 66 (eingetragene Handelsmarke) bestehen, und dem Formharz 5 gebildet ist, einen festen Haftkontakt dazwischen. Folglich löst sich das Formharz 5, das eng mit den Schutzvorrichtungen 1 in Kontakt steht, nicht leicht ab. Ferner sind die Schutzvorrichtungen 1 und die im Wärmeverteiler 2 ausgebildeten Schlitze SL in Anbetracht der Maßtoleranz ausgelegt. Dies ermöglicht, dass die Schutzvorrichtungen 1 dicht in die Schlitze SL eingesetzt werden, um eine Trennung der Schutzvorrichtungen 1 vom Wärmeverteiler 2 zu verhindern, so dass das Formharz nicht weiter abgelöst wird.In particular, the hydrogen bonding allowed between the protective devices 1 made of nylon 66 (registered trademark) and molding resin 5 is formed, a firm adhesive contact in between. Consequently, the mold resin dissolves 5 That works closely with the protections 1 in contact, not easy off. Furthermore, the protective devices 1 and those in the heat spreader 2 formed slits SL, given the dimensional tolerance designed. This allows the protection devices 1 tightly inserted into the slots SL, to a separation of the guards 1 from the heat spreader 2 prevent so that the molding resin is not further removed.

Als Beispiel wird die Maßtoleranz der Schlitze SL beispielsweise auf ± 0,05 mm gesetzt und die Maßtoleranz der Schutzvorrichtungen 1 wird beispielsweise auf ±0,01 mm gesetzt. Dies veranlasst, dass die Schlitze SL geringfügig kleiner sind als die Schutzvorrichtungen 1, so dass die in die Schlitze SL eingesetzten Schutzvorrichtungen 1 nicht leicht vom Wärmeverteiler 2 getrennt werden.As an example, the dimensional tolerance of the slots SL is set, for example, to ± 0.05 mm and the dimensional tolerance of the guards 1 For example, it is set to ± 0.01 mm. This causes the slots SL to be slightly smaller than the protectors 1 , so that the protectors used in the slots SL 1 not easy from the heat spreader 2 be separated.

Wie mit Bezug auf 3 beschrieben, ist die Gestalt der Schutzvorrichtung 1 derart, dass die Schutzvorrichtung 1 die Kehlnahtabschnitte FL aufweist, die sich von den jeweiligen Mittelabschnitten der entgegengesetzten Seitenoberflächen des rechteckigen Hauptkörpers MB der Schutzvorrichtung 1 in Richtung der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 erstrecken. Dies verhindert zuverlässig, dass sich das Formharz 5 infolge einer Beanspruchung, die im Formharz 5 und im Wärmeverteiler 2 aufgrund eines Wärmezyklus erzeugt wird, weiter vom Wärmeverteiler 2 ablöst.As with respect to 3 described is the shape of the protective device 1 such that the protection device 1 has the fillet portions FL extending from the respective middle portions of the opposite side surfaces of the rectangular main body MB of the protector 1 towards the main surface of the heat spreader 2 extend. This reliably prevents the molding resin 5 due to a stress in the molding resin 5 and in the heat spreader 2 due to a heat cycle, further from the heat spreader 2 replaces.

Dieser Mechanismus wird nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben. 4 zeigt schematisch einen Zustand, in dem sich das Formharz 5 ablöst, wobei der Wärmeverteiler 2 mit dem Formharz 5 bedeckt ist. In 4 wird ein abgelöster Teil PP an einem Teil der Grenzfläche zwischen dem Wärmeverteiler 2 und dem Formharz 5 erzeugt. Es wird angenommen, dass der abgelöste Teil PP ab dem Halbleiterchip 4 (nicht dargestellt) innerhalb der Schutzvorrichtung 1 beginnt.This mechanism will be described below with reference to FIG 4 described. 4 schematically shows a state in which the molding resin 5 detached, with the heat spreader 2 with the molding resin 5 is covered. In 4 becomes a detached part PP at a part of the interface between the heat spreader 2 and the molding resin 5 generated. It is assumed that the detached part PP from the semiconductor chip 4 (not shown) within the protection device 1 starts.

Die Trennung des Formharzes 5 erzeugt eine Kraft in einer Richtung, die die Schutzvorrichtung 1 seitlich nach unten schiebt, wie durch einen Pfeil in 4 gezeigt. Die Anwesenheit der Kehlnahtabschnitte FL verbessert jedoch die Haltbarkeit der Schutzvorrichtung 1 beträchtlich, um der Kraft in der seitlichen Richtung standzuhalten. Dies verhindert die Trennung der Schutzvorrichtung 1 vom Schlitz SL, so dass die Schutzvorrichtung 1 verhindert, dass sich das Formharz 5 weiter ablöst.The separation of the molding resin 5 generates a force in one direction, which is the protection device 1 slides sideways downwards as indicated by an arrow in 4 shown. However, the presence of the fillet welds FL improves the durability of the protector 1 considerably to withstand the force in the lateral direction. This prevents the separation of the protection device 1 from the slot SL, leaving the protection device 1 prevents the molding resin 5 continues to replace.

Die Bereitstellung der Schutzvorrichtungen 1 auf dem Wärmeverteiler 2 baut ferner vorteilhafterweise die Beanspruchung ab, die aufgrund eines Wärmezyklus auf den Wärmeverteiler 2 aufgebracht wird. Insbesondere fungieren die Schutzvorrichtungen 1 mit den Kehlnahtabschnitten FL zum Verstärken des Wärmeverteilers 2, um die Beanspruchung abzubauen, so dass kein Riss in den Lötschichten 3 erzeugt wird. The provision of the protective devices 1 on the heat spreader 2 Also advantageously degrades the stress due to a heat cycle on the heat spreader 2 is applied. In particular, the protective devices function 1 with the fillet welds FL for reinforcing the heat spreader 2 To break down the stress, leaving no crack in the solder layers 3 is produced.

Die Höhe der Schutzvorrichtung 1 auf der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 ist wünschenswerterweise dieselbe wie oder größer als ein Gesamtwert der Dicke des Halbleiterchips 4 und der Lötschicht 3. Die Höhe der Schutzvorrichtung 1 auf der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 hält auch wünschenswerterweise die Dicke des Formharzes 5 über dem oberen Ende der Schutzvorrichtung 1 auf 0,5 mm oder mehr.The height of the protection device 1 on the main surface of the heat spreader 2 is desirably the same as or greater than a total value of the thickness of the semiconductor chip 4 and the solder layer 3 , The height of the protection device 1 on the main surface of the heat spreader 2 desirably also maintains the thickness of the molding resin 5 over the top of the fender 1 to 0.5 mm or more.

Insbesondere wird angenommen, dass ein Gesamtwert der Dicken des Halbleiterchips 5 und der Lötschicht 3 0,2 mm bis 0,45 mm ist und die Gesamtdicke des Formharzes 5 etwa 5 mm ist. Somit wird die Höhe der Schutzvorrichtung 1 auf der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 wünschenswerterweise auf etwa 0,5 mm bis etwa 1 mm gesetzt.In particular, it is assumed that a total value of the thicknesses of the semiconductor chip 5 and the solder layer 3 0.2 mm to 0.45 mm and the total thickness of the molding resin 5 is about 5 mm. Thus, the height of the protection device 1 on the main surface of the heat spreader 2 desirably set to about 0.5 mm to about 1 mm.

Der Flächeninhalt der Schutzvorrichtungen 1 nimmt infolge der größeren Höhe der Schutzvorrichtungen 1 zu. Dies vergrößert die Fläche des Formharzes 5, das mit den Schutzvorrichtungen 1 in engem Kontakt steht, so dass effektiver verhindert wird, dass sich das Formharz 5 weiter ablöst. Die größere Höhe der Schutzvorrichtungen 1 verhindert auch, dass ein Riss über die Schutzvorrichtung 1 gelangt und die Halbleiterchips 4 erreicht, der durch eine Beanspruchung erzeugt wird, die auf den Wärmeverteiler 2 aufgebracht wird.The surface area of the protective devices 1 decreases due to the greater height of the guards 1 to. This increases the area of the molding resin 5 That with the protections 1 is in close contact so that it is more effectively prevented that the molding resin 5 continues to replace. The greater height of the guards 1 also prevents a crack over the protection device 1 passes and the semiconductor chips 4 achieved by a strain on the heat spreader 2 is applied.

Die Schutzvorrichtungen 1 sind so ausgebildet, dass sie die entsprechenden Halbleiterchips 4 umgeben. Wie mit Bezug auf 3 beschrieben, werden somit die ganzen Schutzvorrichtungen 1 unwahrscheinlich von den Schlitzen SL getrennt, selbst wenn eine seitliche Kraft aus einer Richtung auf die Schutzvorrichtungen 1 aufgebracht wird. Wenn seitliche Kräfte aus mehreren Richtungen aufgebracht werden, werden diese Kräfte gegenseitig aufgehoben. Somit werden die ganzen Schutzvorrichtungen 1 auch unwahrscheinlich von den Schlitzen SL getrennt.The protections 1 are designed so that they have the corresponding semiconductor chips 4 surround. As with respect to 3 Thus, the whole protection devices are described 1 unlikely separated from the slots SL, even if a lateral force from one direction to the guards 1 is applied. When lateral forces are applied from several directions, these forces are mutually canceled. Thus, the whole protection devices 1 also unlikely separated from the slots SL.

Der in 4 gezeigte abgelöste Teil PP beginnt ab dem Halbleiterchip 4 (nicht dargestellt) innerhalb der Schutzvorrichtung 1. Die Schutzvorrichtung 1 erreicht denselben Effekt, wenn der isolierte Teil PP außerhalb der Schutzvorrichtung 1 erzeugt wird.The in 4 detached part PP shown starts from the semiconductor chip 4 (not shown) within the protection device 1 , The protection device 1 achieves the same effect when the isolated part PP outside the protection device 1 is produced.

Wie bereits vorstehend beschrieben, werden die Schutzvorrichtungen 1 und die Schlitze SL, die im Wärmeverteiler 2 ausgebildet sind, in Anbetracht der Maßtoleranz entworfen. Dies ermöglicht, dass die Schutzvorrichtungen 1 dicht in die Schlitze SL eingesetzt werden. Selbst wenn die Schutzvorrichtungen 1 einfach eine rechteckige Struktur im Querschnitt ohne die Kehlnahtabschnitte FL aufweisen, werden die Schutzvorrichtungen 1 folglich unwahrscheinlich von den Schlitzen SL leicht getrennt. Somit können die Schutzvorrichtungen 1 einfach einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.As already described above, the protective devices 1 and the slots SL, in the heat spreader 2 are designed, given the dimensional tolerance. This allows the protection devices 1 be inserted tightly into the slots SL. Even if the protections 1 simply have a rectangular structure in cross-section without the fillet welds FL, the protective devices 1 consequently unlikely to be easily separated from the slits SL. Thus, the protection devices 1 simply have a rectangular cross-section.

Die Schutzvorrichtungen 1 sind so vorgesehen, dass sie die entsprechenden Halbleiterchips 4, die auf dem Wärmeverteiler 2 angeordnet sind, umgeben. Somit erreicht die Trennung, die an einem Halbleiterchip 4 beginnt, keinen anderen Halbleiterchip 4.The protections 1 are provided so that they have the corresponding semiconductor chips 4 on the heat spreader 2 are arranged, surrounded. Thus, the separation achieved on a semiconductor chip 4 starts, no other semiconductor chip 4 ,

<Erste Modifikation der Schutzvorrichtungsgestalt><First modification of the protection device shape>

Wie mit Bezug auf 3 beschrieben, ist die Gestalt der Schutzvorrichtung 1 im Querschnitt derart, dass die Schutzvorrichtung 1 die Kehlnahtabschnitte FL aufweist, die sich von den jeweiligen Mittelabschnitten der entgegengesetzten Seitenoberflächen des rechteckigen Hauptkörpers MB der Schutzvorrichtung 1 erstrecken. Eine Schutzvorrichtung 1A mit keilförmigen Abschnitten WE in Form von Keilen, die in 5 gezeigt ist, kann auch verwendet werden.As with respect to 3 described is the shape of the protective device 1 in cross-section such that the protective device 1 has the fillet portions FL extending from the respective middle portions of the opposite side surfaces of the rectangular main body MB of the protector 1 extend. A protection device 1A with wedge-shaped sections WE in the form of wedges, which in 5 can also be used.

Insbesondere ist die Gestalt der in 5 gezeigten Schutzvorrichtung 1A im Querschnitt derart, dass die Schutzvorrichtung 1A die keilförmigen Abschnitte WE aufweist, die sich von den jeweiligen Mittelabschnitten von entgegengesetzten Seitenoberflächen des rechteckigen Hauptkörpers MB der Schutzvorrichtung 1A in Richtung der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 erstrecken. Die keilförmigen Abschnitte WE sind an den Seitenoberflächen des Hauptkörpers MB breit und werden in Richtung ihrer Spitzenenden dünner. Die keilförmigen Abschnitte WE weisen flache Oberflächen auf, die mit dem Wärmeverteiler 2 in Kontakt stehen, und Oberflächen davon, die mit dem Wärmeverteiler 2 nicht in Kontakt stehen, sind in einem vorbestimmten Winkel geneigt.In particular, the shape of in 5 shown protection device 1A in cross-section such that the protective device 1A the wedge-shaped portions WE extending from the respective center portions of opposite side surfaces of the rectangular main body MB of the protection device 1A towards the main surface of the heat spreader 2 extend. The wedge-shaped portions WE are wide at the side surfaces of the main body MB and become thinner toward their tip ends. The wedge-shaped sections WE have flat surfaces that communicate with the heat spreader 2 in contact, and surfaces thereof, with the heat spreader 2 not in contact are inclined at a predetermined angle.

Diese Gestalt mit den keilförmigen Abschnitten WE verbessert auch beträchtlich die Haltbarkeit der Schutzvorrichtung 1A, um einer Kraft in einer seitlichen Richtung standzuhalten. Folglich wird die Schutzvorrichtung 1A nicht von dem Schlitz SL getrennt, so dass verhindert wird, dass sich das Formharz 5 weiter ablöst.This shape with the wedge-shaped portions WE also considerably improves the durability of the protector 1A to withstand a force in a lateral direction. Consequently, the protection device becomes 1A not separated from the slit SL, so that prevents the molding resin 5 continues to replace.

Die Kehlnahtabschnitte FL der Schutzvorrichtung 1 und die keilförmigen Abschnitte WE der Schutzvorrichtung 1A sind lediglich als Beispiele gegeben und sie begrenzen die Gestalt der Schutzvorrichtung nicht. Die Gestalt der Schutzvorrichtung kann auch derart sein, dass die Schutzvorrichtung flache Platten aufweist, die sich von den jeweiligen Mittelabschnitten von entgegengesetzten Seitenoberflächen des Hauptkörpers MB erstrecken, so dass sie die Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 erreichen, wenn eine solche Form die Haltbarkeit der Schutzvorrichtung verbessern kann, damit sie einer Kraft in einer seitlichen Richtung standhält. Das heißt, die Schutzvorrichtung kann eine beliebige Gestalt aufweisen, wenn diese Gestalt Leisten wie z. B. die Kehlnahtabschnitte FL oder die keilförmigen Abschnitte WE, die von den entgegengesetzten Seitenoberflächen des Hauptkörpers MB vorstehen, aufweist und die Oberflächen der vorstehenden Leisten teilweise mit der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 in Kontakt stehen.The fillet welds FL of the protector 1 and the wedge-shaped sections WE of the protection device 1A are just examples given and they do not limit the shape of the fender. The shape of the protection device may also be such that the protection device has flat plates extending from the respective center portions of opposite side surfaces of the main body MB so as to cover the main surface of the heat spreader 2 Such a shape may improve the durability of the protector to withstand a force in a lateral direction. That is, the protective device may have any shape, if this shape strips such. For example, the fillet weld portions FL or the wedge-shaped portions WE protruding from the opposite side surfaces of the main body MB, and the surfaces of the projecting ledges partially with the main surface of the heat spreader 2 stay in contact.

<Zweite Modifikation der Schutzvorrichtungsgestalt><Second modification of the protection device shape>

Bei der in 3 gezeigten Schutzvorrichtung 1 und der in 5 gezeigten Schutzvorrichtung 1A ist der Hauptkörper MB teilweise in den in der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 ausgebildeten Schlitz SL eingesetzt. Eine Schutzvorrichtung 1B in Haftkontakt mit der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 von oben, die in 6 gezeigt ist, kann auch verwendet werden.At the in 3 shown protection device 1 and the in 5 shown protection device 1A the main body MB is partially in the main surface of the heat spreader 2 trained slot SL used. A protection device 1B in adhesive contact with the main surface of the heat spreader 2 from the top, in 6 can also be used.

Insbesondere ist die Gestalt der in 6 gezeigten Schutzvorrichtung 1B im Querschnitt derart, dass die Schutzvorrichtung 1B keilförmige Abschnitte WE aufweist, die sich von jeweiligen unteren Teilen der entgegengesetzten Seitenoberflächen des rechteckigen Hauptkörpers MB der Schutzvorrichtung 1B in Richtung der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 erstrecken. Die keilförmigen Abschnitte WE sind an den Seitenoberflächen des Hauptkörpers MB breit und werden in Richtung ihrer Spitzenenden dünner. Die keilförmigen Abschnitte WE weisen flache Oberflächen auf, die mit dem Wärmeverteiler 2 in Kontakt stehen, und Oberflächen davon, die mit dem Wärmeverteiler 2 nicht in Kontakt stehen, sind in einem vorbestimmten Winkel geneigt.In particular, the shape of in 6 shown protection device 1B in cross-section such that the protective device 1B wedge-shaped portions WE extending from respective lower parts of the opposite side surfaces of the rectangular main body MB of the protection device 1B towards the main surface of the heat spreader 2 extend. The wedge-shaped portions WE are wide at the side surfaces of the main body MB and become thinner toward their tip ends. The wedge-shaped sections WE have flat surfaces that communicate with the heat spreader 2 in contact, and surfaces thereof, with the heat spreader 2 not in contact are inclined at a predetermined angle.

Die jeweiligen unteren Oberflächen des Hauptkörpers MB und der keilförmigen Abschnitte WE stehen mit der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 durch eine Kontaktschicht 11 in Haftkontakt.The respective lower surfaces of the main body MB and the wedge-shaped portions WE are in contact with the main surface of the heat spreader 2 through a contact layer 11 in detention.

Diese Form mit den keilförmigen Abschnitten WE verbessert auch die Haltbarkeit der Schutzvorrichtung 1B beträchtlich, so dass sie einer Kraft in einer seitlichen Richtung standhält. Folglich wird die Schutzvorrichtung 1B nicht verschoben oder angehoben, so dass verhindert wird, dass sich das Formharz 5 weiter ablöst.This shape with the wedge-shaped sections WE also improves the durability of the protection device 1B considerably, so that it withstands a force in a lateral direction. Consequently, the protection device becomes 1B not moved or lifted, so that prevents the molding resin 5 continues to replace.

Diese Gestalt beseitigt den Bedarf, den Schlitz SL in der Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 vorzusehen. Folglich wird ein Herstellungsprozess vereinfacht, während die Befestigung der Schutzvorrichtung 1B am Wärmeverteiler 2 erleichtert wird.This shape eliminates the need for slot SL in the main surface of the heat spreader 2 provided. Consequently, a manufacturing process is simplified while attaching the protective device 1B at the heat spreader 2 is relieved.

<Struktur mit mehreren Halbleiterchips und einer Schutzvorrichtung, die die Halbleiterchips umgibt><Structure with a plurality of semiconductor chips and a protective device surrounding the semiconductor chips>

In der mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Halbleitervorrichtung 100 sind die Schutzvorrichtungen 1 so vorgesehen, dass sie die entsprechenden Halbleiterchips 4 umgeben, die auf dem Wärmeverteiler 2 angeordnet sind. Dies vergrößert einen unwirksamen Bereich mit den Schlitzen SL auf dem Wärmeverteiler 2.In terms of 1 and 2 described semiconductor device 100 are the guards 1 provided so that they have the corresponding semiconductor chips 4 Surrounded on the heat spreader 2 are arranged. This increases an ineffective area with the slits SL on the heat spreader 2 ,

Um den unwirksamen Bereich auf dem Wärmeverteiler 2 zu verkleinern, kann somit eine Halbleitervorrichtung 100A, die in 7 und 8 gezeigt ist, auch verwendet werden, bei der mehrere Halbleiterchips 4 von einer Schutzvorrichtung 1 umgeben sind.Around the ineffective area on the heat spreader 2 Thus, a semiconductor device can be downsized 100A , in the 7 and 8th is also shown to be used in the case of multiple semiconductor chips 4 from a protection device 1 are surrounded.

7 ist eine Schnittansicht, die die Struktur der Halbleitervorrichtung 100A zeigt. Wie in 7 gezeigt, ist ein Schlitz SL in einer Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 ausgebildet, auf dem die Halbleiterchips 4 angeordnet sind, so dass er alle mehreren Halbleiterchips 4 umgibt. Eine Harzschutzvorrichtung 1, die teilweise in den Schlitz SL eingesetzt ist, ist auch in dieser Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 ausgebildet. Die Schutzvorrichtung 1 erstreckt sich in einer Richtung, die zur Hauptoberfläche des Wärmeverteilers 2 senkrecht ist, unter Bildung einer Wand, die die Halbleiterchips 4 umgibt. Die anderen Strukturen der Halbleitervorrichtung 100A sind dieselben wie jene der in 1 gezeigten Halbleitervorrichtung 100, so dass sie nicht wiederholt beschrieben werden. 7 FIG. 12 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device. FIG 100A shows. As in 7 is shown a slot SL in a main surface of the heat spreader 2 formed on which the semiconductor chips 4 are arranged so that it all multiple semiconductor chips 4 surrounds. A resin protection device 1 partially inserted in the slot SL is also in this main surface of the heat spreader 2 educated. The protection device 1 extends in a direction to the main surface of the heat spreader 2 is perpendicular, forming a wall containing the semiconductor chips 4 surrounds. The other structures of the semiconductor device 100A are the same as those of 1 shown semiconductor device 100 so they will not be described repeatedly.

8 ist eine Draufsicht der Halbleitervorrichtung 100A, bevor sie mit Harz versiegelt wird, in der Richtung der Halbleiterchips 4 betrachtet. Die Schutzvorrichtung 1 ist so vorgesehen, dass sie die mehreren Halbleiterchips 4 umgibt. Eine Schnittansicht in der Richtung der Pfeile an der Linie B-B von 8 ist in 7 gezeigt. 8th FIG. 10 is a plan view of the semiconductor device. FIG 100A before being sealed with resin, in the direction of the semiconductor chips 4 considered. The protection device 1 is provided so that it is the multiple semiconductor chips 4 surrounds. A sectional view in the direction of the arrows on the line BB of 8th is in 7 shown.

Das Minimieren des unwirksamen Bereichs kann die Leistung einer Halbleitervorrichtung verbessern und eine Größenverringerung der Halbleitervorrichtung erreichen.Minimizing the ineffective area can improve the performance of a semiconductor device and achieve size reduction of the semiconductor device.

In dieser Struktur sind alle Halbleiterchips 4 auf dem Wärmeverteiler 2 als von einer Schutzvorrichtung 1 umgeben gezeigt. Dies ist jedoch nicht das einzige Beispiel. Mehrere Halbleiterchips 4 können in mehrere Gruppen unterteilt sein und jede Gruppe kann von einer Schutzvorrichtung 1 umgeben sein.In this structure, all semiconductor chips 4 on the heat spreader 2 as from a fender 1 shown surrounded. This is not the only example. Several semiconductor chips 4 can can be divided into several groups and each group can by a protection device 1 be surrounded.

Die Größe der Schutzvorrichtung 1 kann beliebig bestimmt werden, solange sie ermöglicht, dass die Schutzvorrichtung 1 ihre beabsichtigte Funktion zum Verhindern, dass sich das Formharz 5 weiter ablöst, erfüllt.The size of the protection device 1 can be arbitrarily determined as long as it allows the protection device 1 its intended function of preventing the molding resin 5 continues to replace, fulfilled.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • JP 4086774- A [0004] JP 4086774-A [0004]

Claims (8)

Halbleitervorrichtung (100, 100A), die umfasst: ein Wärmeableitungssubstrat (2); und mindestens einen Halbleiterchip (4), der durch eine Lötschicht (3) mit einer Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats verbunden ist, wobei der mindestens eine Halbleiterchip und die Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats mit einem Formharz (5) versiegelt sind, und die Halbleitervorrichtung eine Schutzvorrichtung (1, 1A, 1B) umfasst, die in der Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats so ausgebildet ist, dass sie einen Bereich umgibt, in dem der mindestens eine Halbleiterchip angeordnet ist, wobei die Schutzvorrichtung aus einem Harzmaterial besteht, das eine polare Gruppe enthält und eine Biegefestigkeit und eine Glasübergangstemperatur aufweist, die höher sind als jene des Formharzes.Semiconductor device ( 100 . 100A ), comprising: a heat dissipation substrate ( 2 ); and at least one semiconductor chip ( 4 ) penetrated by a solder layer ( 3 ) is connected to a main surface of the heat dissipation substrate, wherein the at least one semiconductor chip and the main surface of the heat dissipation substrate are coated with a molding resin ( 5 ), and the semiconductor device has a protective device ( 1 . 1A . 1B ) formed in the main surface of the heat dissipation substrate so as to surround a region in which the at least one semiconductor chip is disposed, the protection device being made of a resin material containing a polar group and having a bending strength and a glass transition temperature are higher than those of the molding resin. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung umfasst: einen Hauptkörper (MB), der sich in einer zur Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats senkrechten Richtung erstreckt; und Leisten (FL, WE), die von entgegengesetzten Seitenoberflächen des Hauptkörpers vorstehen, wobei die vorstehenden Leisten Oberflächen aufweisen, die mit der Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats in Kontakt stehen.Semiconductor device according to claim 1, characterized in that the protective device comprises: a main body (MB) extending in a direction perpendicular to the main surface of the heat dissipation substrate; and Ledges (FL, WE) projecting from opposite side surfaces of the main body, the projecting ledges having surfaces in contact with the main surface of the heat dissipation substrate. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halbleiterchip mehrere Halbleiterchips umfasst und die Schutzvorrichtung so vorgesehen ist, dass sie jeden Bereich umgibt, in dem jeder der Halbleiterchips angeordnet ist.Semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one semiconductor chip comprises a plurality of semiconductor chips and the protection device is provided so as to surround each region in which each of the semiconductor chips is arranged. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halbleiterchip mehrere Halbleiterchips umfasst, und die Schutzvorrichtung so vorgesehen ist, dass sie einen Bereich umgibt, in dem die Halbleiterchips angeordnet sind.Semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one semiconductor chip comprises a plurality of semiconductor chips, and the protection device is provided so as to surround an area in which the semiconductor chips are arranged. Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeableitungssubstrat einen Schlitz (SL) umfasst, der einen Bereich umgibt, in dem der mindestens eine Halbleiterchip angeordnet ist, und die Schutzvorrichtung teilweise in den Schlitz eingesetzt ist.Semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat dissipation substrate comprises a slit (SL) surrounding a region in which the at least one semiconductor chip is disposed, and the protection device is partially inserted into the slot. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzvorrichtung mit der Hauptoberfläche des Wärmeableitungssubstrats von oben durch eine Kontaktschicht (11) in Haftkontakt steht.Semiconductor device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the protective device with the main surface of the heat dissipation substrate from above through a contact layer ( 11 ) is in detention. Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Schutzvorrichtung auf dem Wärmeableitungssubstrat gleich einem oder größer als ein Gesamtwert der Dicken des mindestens einen Halbleiterchips und der Lötschicht ist, wobei die Höhe der Schutzvorrichtung auf dem Wärmeableitungssubstrat außerdem derart ist, dass sie die Dicke des Formharzes über dem oberen Ende der Schutzvorrichtung auf 0,5 mm oder mehr hält.The semiconductor device according to claim 1, wherein the height of the protection device on the heat dissipation substrate is equal to or greater than a total value of the thicknesses of the at least one semiconductor chip and the solder layer, wherein the height of the protection device on the heat dissipation substrate is also such that it the thickness of the molding resin above the upper end of the protector is maintained at 0.5 mm or more. Halbleitervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halbleiterchip aus einem Halbleiterelement mit einem Substrat konstruiert ist, das aus einem Halbleiter mit breiter Bandlücke besteht.Semiconductor device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one semiconductor chip is constructed of a semiconductor element with a substrate consisting of a wide bandgap semiconductor.
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