JP6133238B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本発明の半導体装置は、フレームと、第1および第2の半導体チップと、導電性部材とを備えている。第1の半導体チップと第2の半導体チップとが互いに対向して導電性部材を挟むように配置されるようにフレームが屈曲されている。導電性部材は第1および第2の半導体チップの双方と接触することにより第1および第2の半導体チップの双方と電気的に接続されている。
(実施の形態1)
図1を参照して、本実施の形態のパワーモジュール10は、パワー半導体素子を備える半導体装置である。パワーモジュール10は、フレーム1と、パワー半導体チップ2(第1の半導体チップ)および駆動素子用チップ3(第2の半導体チップ)と、バネ構造体4(導電性部材)とを主に有している。
まず図2に示すように屈曲部1a,1b,1c(屈曲すべき部分)を有するフレーム1に、パワー半導体チップ2および駆動素子用チップ3が配置および固定される。次に、たとえば屈曲部1bと屈曲部1cとの間の領域に配置されたパワー半導体チップ2上(パワー半導体チップ2の端子2a〜2c上)の少なくとも一部に接するようにバネ構造体4が載置される。これにより、外部導通部材5がフレーム1の一方の主表面上に載置される。
まず図2のようにフレーム1の一方の主表面上に、フレーム1の平面視における長手方向に関して間隔をあけてパワー半導体チップ2と駆動素子用チップ3とが配置され、フレーム1が折り曲げられることなくパワー半導体チップ2と駆動素子用チップ3とを電気的に接続する場合を考える。この場合、パワー半導体チップ2の端子と駆動素子用チップ3の端子とがワイヤまたは銅リードフレームなどにより接続される。このとき、パワー半導体チップ2と駆動素子用チップ3との間隔が大きければ、当該ワイヤなどの配線が長くなり、配線による電気抵抗およびインダクタンスの値が大きくなる。配線の電気抵抗などの値が大きくなれば、配線の発熱量が大きくなる。
図8を参照して、本実施の形態のパワーモジュール20は、外部導通部材5に、導電性部材として、バネ構造体4の代わりに平板形状を有する導電性平板7が1枚取り付けられている。導電性平板7は、銅などの摺動性が高い導電性の材質からなる、平面視において矩形状の平板である。
本実施の形態のパワーモジュール20のように、導電性部材としてバネ構造体4の代わりに導電性平板7が用いられた場合、導電性平板7が、互いに対向するパワー半導体チップ2と駆動素子用チップ3と(特に端子2dと端子3dと)を接続する。これにより、パワー半導体チップ2のたとえば端子2dと駆動素子用チップ3のたとえば端子3dとの(導電性平板7内における)最短距離は図4における点P3と点P4との距離となる。特に端子2dと端子3dとが平面視において少なくとも部分的に重なれば、点P3とP4との最短距離は導電性平板7の(図11および図12における上下方向の)厚みに等しくなる。
図15および図16を参照して、本実施の形態のパワーモジュール30は、フレーム1の一方の主表面上にパワー半導体チップ2と駆動素子用チップ3とがそれぞれ複数(たとえば2つ)ずつ、平面視において互いに間隔をあけて配置されている。
図17〜図19を参照して、本実施の形態のパワーモジュール40は、フレーム1が、平面視における長手方向に交差する短手方向に関して、当該短手方向の延在方向が約90°変更するように屈曲する屈曲部1eを有し、かつ屈曲部1eにより形成される曲げ戻り防止部1fを有している。この点においてパワーモジュール40は、実施の形態1のパワーモジュール10などとは異なっている。
仮に実施の形態1のようにフレーム1に曲げ戻り防止部1fが配置されない場合、屈曲部1a,1bにおいて図1の態様となるようにフレーム1が折り曲げられても、パワーモジュール10の駆動時の発熱による熱応力に起因して、屈曲部1a,1bが屈曲された状態を保てなくなり、再度屈曲されない展開された状態となる可能性がある。つまりたとえばフレーム1の図18における左側の(駆動素子用チップ3が形成された)領域が、図17における上側に浮き上がろうとする。このようになれば、たとえばパワー半導体チップ2と駆動素子用チップ3とを接続するバネ構造体4が大きな応力を受けて切断されるなどの不具合が発生する可能性がある。
Claims (6)
- 屈曲可能な材質からなる平板状のフレームと、
前記フレームの一方の主表面上に、互いに間隔をあけて配置された第1および第2の半導体チップと、
導電性部材とを備え、
前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとが互いに対向して前記導電性部材を挟むように配置されるように前記フレームが第1の屈曲部において屈曲され、
前記導電性部材は前記第1および第2の半導体チップの双方と接触することにより前記第1および第2の半導体チップの双方と電気的に接続され、さらに
前記フレームは前記第1および第2の半導体チップが配置される領域の外側における、前記第1の屈曲部と異なる第2の屈曲部においてさらに屈曲され、
前記導電性部材は外部導通部材に取り付けられ、
前記フレームの前記第2の屈曲部の前記第1および第2の半導体チップと反対側の領域の主表面は、前記外部導通部材の主表面に沿うように延びる、半導体装置。 - 前記導電性部材はバネ構造を有する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記導電性部材は平板形状を有する、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1および第2の半導体チップが前記導電性部材側に応力を加えた状態で前記導電性部材と接合される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記第1および第2の半導体チップと前記導電性部材とははんだにより互いに接合される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記フレームは、屈曲された状態を維持するための曲げ戻り防止部を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体装置。
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