JP2004088022A - High power semiconductor devices - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバーターやコンバーター、スィッチング電源などに用いられる大電力用半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の大電力用半導体装置は、一般に、図16に示すような構造になっている。図16は、従来の大電力用半導体装置の断面図である。
【0003】
図16において、101は樹脂製の側壁部分からなる無底箱体状のケースで、このケース101の底部には放熱を兼ねた金属ベース102が取り付けられている。この金属ベース102上には、第1の絶縁回路基板103がハンダを介して固着されている。
【0004】
この第1の絶縁回路基板103の上に設けた所定の導体層104上にはパワー素子としてのIGBTが形成された電力用半導体チップ105がハンダを介して固着されており、電力用半導体チップ105のエミッタ電極と信号電極の各々が第1の絶縁回路基板103上の所定の導体層104に金属ワイヤ106および107を介してそれぞれ電気的に接続されている。
【0005】
また、第1の絶縁回路基板103の所定の導体層104とケース101にインサート成形された外部導出用リード108とが、金属ワイヤ109を介して電気的に接続されている。一方、第2の絶縁回路基板111が、第1の絶縁回路基板103の上方に配置されて、ケース101内壁の段部に支持されている。この第2の絶縁回路基板111上の所定の導体層115に制御回路IC110が固着され、これらの第1および第2の絶縁回路基板103、111の所定の導体層104、115が金属ワイヤ112で互いに電気的に接続している。
【0006】
また、信号導出用リード113を支持した蓋体114がケース101の最上部に配置され、信号導出用リード113が第2の絶縁回路基板111の所定の導体層115に固着されている。そして、ケース101内の空間には、ゲル状のシリコーン樹脂116が封入されている。
【0007】
このような従来の大電力用半導体装置においては、多数の金属ワイヤ106、107、109、112に対するボンディング配線領域を確保する必要があり、装置が大型化するという問題がある。
【0008】
この問題を解決するための大電力用半導体装置の例が、特開平10−12812号公報に開示されている。この大電力用半導体装置は、放熱ベースを兼ねた金属ベース上に設けた第1の絶縁回路基板上に電力用半導体チップを配置し、この電力用半導体チップ上に第2の絶縁回路基板を配置して、電力用半導体チップの各電極と第1の絶縁回路基板および第2の絶縁回路基板の各導体層とをハンダにより固着することにより、小型化を図ったものである。
【0009】
このような大電力用半導体装置においては、電流容量が増えるに従い、電力用半導体チップ自体の発熱、および電力用半導体チップの電極と第2の絶縁回路基板の導体層との固着部分の電気抵抗による発熱が増え、電力用半導体チップの電極と第2の絶縁回路基板の導体層との固着部分において温度上昇が起こる。
【0010】
そして、電力用半導体チップ、例えばシリコンと第2の絶縁回路基板の導体層、例えばCu(銅)との線膨張係数の差により、電力用半導体チップの電極と第2の絶縁回路基板の導体層との固着部分への応力が生じ、その固着部分が剥離し、大電力半導体装置の信頼性が低下する問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の大電力用半導体装置においては、装置の小型化が困難である。
また、温度上昇する電力用半導体チップと第2の絶縁回路基板の導体層の線膨張係数の差により、電力用半導体チップの電極と第2の絶縁回路基板の導体層との固着部分の剥離が起こり、装置の信頼性が低下するという問題がある。
【0012】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、小型で、かつ信頼性の高い大電力用半導体装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の大電力用半導体装置は、上面に導体層を有する第1の絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板の導体層上に固着され、且つ上面に主電極を有する電力用半導体チップと、前記電力用半導体チップの上方に配置され、且つ前記電力用半導体チップの主電極に導体層が固着された第2の絶縁回路基板と、前記第1及び第2の絶縁回路基板の導体層に各々電気的接続された外部導出端子とを具備し、前記第2の絶縁回路基板は、上下両面を貫通するビアを有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の両主面及び前記ビアの内壁部に形成された導体層と、前記導体層より小さい線膨張係数を有し、前記電力用半導体チップの主電極と対向配置されて該導体層に固着された緩衝部材とを有することを特徴とする。
【0014】
このように構成された本発明の大電力用半導体装置によれば、電力用半導体チップは、第1の絶縁回路基板の導体層と第2の積層絶縁回路基板の両面及びビア内に形成された導体層を介して外部導出用端子と接続しているため、金属ワイヤによるボンディング領域が不要となり、小型化が可能である。
【0015】
また、第2の積層絶縁回路基板内に導体層より小さい線膨張係数を有する緩衝部材を電力用半導体チップの主電極と対向配置し、且つ電力用半導体チップの主電極が固着される該導体層に固着している。そのため、電力用半導体チップと積層絶縁回路基板の導体層との線膨張係数の差による応力が緩和され、積層絶縁回路基板の導体層と電力用半導体チップの主電極との固着部分の信頼性を向上し得る。
【0016】
また、上記目的を達成するために、本発明の大電力用半導体装置は、上面に導体層を有する第1の絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板の導体層上に固着され、且つ上面に主電極を有する電力用半導体チップと、前記電力用半導体チップの上方に配置され、且つ前記電力用半導体チップの主電極に導体層が固着された第2の絶縁回路基板と、前記第1及び第2の絶縁回路基板の導体層に各々電気的接続された外部導出端子とを具備し、前記第2の絶縁回路基板は、上下両面を貫通するビアを有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の両面及び前記ビアの内壁部に形成された導体層と、前記電力用半導体チップ側の前記導体層に固着され、且つ前記電力用半導体チップの主電極と固着される網状金属細線の緩衝部材とを有することを特徴とする。
【0017】
このような構成の本発明の大電力用半導体装置によれば、電力用半導体チップは、第1の絶縁回路基板の導体層と第2の積層絶縁回路基板の両面及びビア内に形成された導体層を介して外部導出用端子と接続しているため、金属ワイヤによるボンディング領域が不要となり、小型化が可能である。
【0018】
また、電力用半導体チップの主電極と固着される導体層に網状金属細線の緩衝部材を固着しており、この緩衝部材の変形により、電力用半導体チップと積層絶縁回路基板の導体層との線膨張係数の差による応力が緩和され、積層絶縁回路基板の導体層と電力用半導体チップの主電極との固着部分の信頼性を向上し得る。
【0019】
更に、上記目的を達成するために、本発明の大電力用半導体装置は、上面に導体層を有する第1の絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板の導体層上に固着され、且つ上面に主電極を有する電力用半導体チップと、前記電力用半導体チップの上方に配置され、且つ前記電力用半導体チップの主電極に導体層が固着された第2の絶縁回路基板と、前記第1及び第2の絶縁回路基板の導体層に各々電気的接続された外部導出端子とを具備し、前記第2の絶縁回路基板は、上下両面を貫通するビアを有する絶縁性基板と、前記絶縁性基板の両面及び前記ビアの内壁部に形成された導体層と、前記電力用半導体チップ側の前記導体層に固着され、且つ前記電力用半導体チップの主電極と固着されるモリブデン製緩衝部材とを有することを特徴とする。
【0020】
このような構成の本発明の大電力用半導体装置によれば、電力用半導体チップは、第1の絶縁回路基板の導体層と第2の積層絶縁回路基板の両面及びビア内に形成された導体層を介して外部導出用端子と接続しているため、金属ワイヤによるボンディング領域が不要となり、小型化が可能である。
【0021】
また、電力用半導体チップの主電極と固着される導体層にモリブデン製の緩衝部材を固着しているため、電力用半導体チップと積層絶縁回路基板の導体層との線膨張係数の差による応力が緩和され、積層絶縁回路基板の導体層と電力用半導体チップの主電極との固着部分の信頼性を向上し得る。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0023】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る大電力用半導体装置を示す断面図である。まず、本実施の形態の大電力用半導体装置の構造の概略を説明する。
【0024】
図1に示すように、本実施の形態の大電力用半導体装置は、樹脂製の側壁部分からなる無底箱体状のケース1の底部には、放熱を兼ねた金属ベース2が取り付けられている。
【0025】
この金属ベース2上には、第1の絶縁回路基板3がハンダを介して固着されている。この第1の絶縁回路基板3上の所定の導体層4には、パワー素子としてIGBTが形成された電力用半導体チップ5のコレクタ電極8がハンダを介して固着される。
【0026】
また、この電力用半導体チップ5上には、第2の積層絶縁回路基板9が配置され、この第2の積層絶縁回路基板9の下面に設けられた所定のエミッタ導体層10および信号導体層11が電力用半導体チップ5の上面に設けられたエミッタ電極6および信号電極7に、それぞれハンダを介して固着されている。
【0027】
そして、この第2の積層絶縁回路基板9の内部にエミッタ導体層10より小さい線膨張係数を有するセラミックスなどの緩衝部材20が、このエミッタ電極6と対向して配置され、かつエミッタ導体層10に固着されている。
【0028】
また、第2の積層絶縁回路基板9の上面に形成された図示略の信号導体層上に制御回路IC16が固着され、第2の積層絶縁回路基板9によって電力用半導体チップ5と電気的に接続されている。
【0029】
そして、コレクタ導出用リード12が第2の積層絶縁回路基板9に嵌挿されて第1の絶縁回路基板3上の導体層4にハンダによって固着され、一方、エミッタ導出用リード13は、コレクタ導出用リード12に絶縁部材14によって支持され、第2の積層絶縁回路基板9内に挿入されて、第2の積層絶縁回路基板9内部に設けたエミッタ導体層15にハンダによって固着されている。
【0030】
また、コレクタ導出用リード12とエミッタ導出用リード13と信号導出用リード30を支持した、蓋体17がケース1の最上部に配置され、信号導出用リード30は、第2の積層絶縁回路基板9内部の信号導体層29にハンダによって固着される。そして、ケース1内の空間には、ゲル状のシリコーン樹脂18が封入されている。
【0031】
次に、上記第1の絶縁回路基板3の具体的な構造を図2を参照して説明する。なお、図2は、第1の絶縁回路基板3上に電力用半導体チップ5が実装された状態を示した平面図である。
【0032】
図2に示すように、第1の絶縁回路基板3は、セラミックス、ガラスエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性基板3aを有する。この絶縁性基板3aの下面には図示略の導体層が形成されて、上面には導体層4が形成されている。そしてこの導体層4上には、例えば4個の電力用半導体チップ5がハンダを介して固着されている。また、この導体層4には、中央の接続部23においてハンダを介してコレクタ導出用リード12が固着されている。
【0033】
この電力用半導体チップ5は、図13に示すように、上面にエミッタ電極6および信号電極7が、下面にコレクタ電極8が形成されている。各電極は導電性接着性を高めるメタライズ処理が行われている。
【0034】
なお、図2では更に導体層4上に、インダクタンスを含む負荷を駆動した時に生じる逆バイアス電流をバイパスし電力用半導体チップ5を保護するためのダイオードが形成された半導体チップ21が固着されている。
【0035】
次に、上記第2の積層絶縁回路基板9の具体的構造を図3乃至図6を参照して説明する。図3乃至図6は、第2の積層絶縁回路基板9を構成する各層の平面図およびA−A線に沿った断面図である。
【0036】
図3は、下側から第1層目の絶縁回路基板24の平面図と断面図である。同図に示すように、第1層目の絶縁回路基板24は、ガラスエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性基板24aを有する。この絶縁性基板24aの中央部には、コレクタ導出用リード12と絶縁部材14が通過する穴24bが設けられている。
【0037】
また、絶縁性基板24aの下面の周辺部には、下側のエミッタ導体層10が電力用半導体チップ5のエミッタ電極6に対向して設けられ、またその上面には、穴24aを取囲むように環状の上側のエミッタ導体層15が設けられ、この下側のエミッタ導体層10と上側のエミッタ導体層15とはビアに埋め込まれた導体層25によって電気的に接続されている。
【0038】
そして、このエミッタ導体層15にエミッタ導出用リード13を接続するための接続部26が設けられ、ここにエミッタ導出用リード13が接続される。
【0039】
また、絶縁性基板24aの下面には、下側の信号導体層11が電力用半導体チップ5の信号電極7に対向して設けられ、またその上面には、上側の信号導体層24cが設けられ、この下側の信号導体層11と上側の信号導体層24cとは、ビアに埋め込まれた導体層19aによって電気的に接続されている。
【0040】
なお、図示しないが、半導体チップ21の電極と接続される導体層が絶縁性基板24aに設けられている。
【0041】
図4は、積層絶縁回路基板9を構成する第2層目の絶縁回路基板27の平面図と断面図である。同図に示すように、第2層目の絶縁回路基板27は、ガラスエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性基板27aを有する。この絶縁性基板27aの中央部には、コレクタ導出用リード12と絶縁部材14とエミッタ導出用リード13が通過する穴27bが第1層目の絶縁回路基板24の穴24bに対応して設けられている。
【0042】
また、絶縁性基板27aには、電力用半導体チップ5のエミッタ電極6に対応する位置に設けられた穴に、この絶縁性基板27aより線膨張係数の小さなセラミックなどの材料からなる緩衝部材20が嵌合されている。この緩衝部材20は、エミッタ電極6とほぼ同一の形状および面積に形成されている。
【0043】
そして、この緩衝部材20の下面は、メッキなどでメタライズ処理された接続層20aが設けられ、第1層目の絶縁回路基板24のエミッタ導体層15にハンダを介して固着されている。
【0044】
また、絶縁性基板27aの下面には、第1層目の絶縁回路基板24の信号導体層24cと対向して下側の信号導体層27cが設けられ、その上面には、上側の信号導体層27dが設けられ、この下側の信号導体層27cと上側の信号導体層27dとは、ビアに埋め込まれた導体層19bによって電気的に接続されている。そして、この下側の信号導体層27cと第1層目の絶縁回路基板24の上側の信号導体層24cとが電気的接続されている。
【0045】
図5は、積層絶縁回路基板9を構成する第3層目の絶縁回路基板28の平面図と断面図である。同図に示すように、第3層目の絶縁回路基板28は、ガラスエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性基板28aを有する。この絶縁性基板28aの中央部には、コレクタ導出用リード12と絶縁部材14とエミッタ導出用リード13が通過する穴28bが第2層目の絶縁回路基板27の穴27bに対応して設けられている。
【0046】
また、絶縁性基板28aの下面の周辺部には、第2層目の絶縁回路基板27の信号導体層27dと対向して下側の信号導体層28cが設けられ、その上面には、各信号導電層を電気的接続するための所定パターンを有する上側の信号導体層29が設けられ、この下側の信号導体層28cと上側の信号導体層29とは、ビアに埋め込まれた導体層19cによって電気的に接続されている。
【0047】
そして、この下側の信号導体層28cと第2層目の絶縁回路基板27の上側の信号導体層27dとが電気的接続されている。
【0048】
そして、上側の信号導体層29には、信号導出用リード30を接続するための接続部31が設けられ、ここに信号導出用リード30が接続される。
【0049】
図6は積層絶縁回路基板9の最上側の第4層目の絶縁回路基板32の平面図である。同図に示すように、第4層目の絶縁回路基板32は、ガラスエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの絶縁性基板32aを有する。この絶縁性基板32aには、コレクタ導出用リード12とエミッタ導出用リード13と絶縁部材14が通過する穴32bおよび信号導出用リード30が通過する穴32cが、第3層目の絶縁回路基板28の穴28b及び信号導出用リード30の接続部31に対応して夫々設けられている。
【0050】
また、この第4層目の絶縁回路基板32の上面には、図示しないが制御回路IC16と電力用半導体チップ5の所定の電極とを電気的に接続するための配線導体層が設けられている。
【0051】
次に、上記コレクタ導出用リード12およびエミッタ導出用リード13の具体的構成を図7および図8を参照して説明する。図7は、端子部の平面図で、図8は、図7の端子部のB−B線に沿った断面図である。
【0052】
同図に示すように、コレクタ導出用リード12とエミッタ導出用リード13は、いずれも金属板を成形加工して作られ、上端部は逆L型に折り曲げられ、外部回路の電力配線体をネジ止めするための、ネジ穴が設けられ、また下端部もL字形に折り曲げ加工され、絶縁回路基板上の導体層との接続面積を増加させて確実な固着を実現するようにしている。
【0053】
このような第1の実施の形態の大電力半導体装置によれば、電力用半導体チップ5は、第1の絶縁回路基板3の導体層4と第2の積層絶縁回路基板9の両面およびビア内に形成されたエミッタ導体層10および信号導体層11等の導体層を介してコレクタ導出用リード12、エミッタ導出用リード13および信号導出用リード30等の外部導出用端子に接続されている。このため、金属ワイヤによるボンディング領域が不要となり装置の小型化が実現できる。
【0054】
また、第2の積層絶縁回路基板9内に絶縁基板27aのエミッタ導体層より小さい線膨張係数を有するセラミックからなる緩衝部材20を電力用半導体チップ5のエミッタ電極6と対向配置し、且つ電力用半導体チップ5のエミッタ電極6が固着されるエミッタ導体層10に固着している。そのため、電力用半導体チップ5と積層絶縁回路基板9のエミッタ導体層10との線膨張係数の差による応力が緩和され、積層絶縁回路基板9のエミッタ導体層10と電力用半導体チップ5のエミッタ電極6との固着部分における剥離等の故障を減少でき、信頼性の高い大電力用半導体装置を実現し得る。
【0055】
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態に係る大電力用半導体装置を図9を参照して説明する。図9は、第2の実施の形態に係る大電力半導体装置の断面図である。この第2の実施の形態の各部について、上記第1の実施の形態に係る大電力用半導体装置の各部同一部分は同一符号を付し、説明を省略する。
【0056】
この本実施の形態の大電力用半導体装置が、第1の実施の形態と異なる点は、第1の実施の形態の第2の積層絶縁回路基板9における第2層目の絶縁回路基板27を取り除き、第2の積層絶縁回路基板33における第1層目の絶縁回路基板の電力用半導体チップ5側のエミッタ導体層10および信号導体層11の各々に、緩衝部材としての例えば銅からなる網状金属細線34および35を固着し、この網状金属細線34および35を電力用半導体チップ5のエミッタ電極6および信号電極7にハンダにより固着した構成にしていることにある。
【0057】
すなわち、図10に示すように、第2の積層絶縁回路基板33における第1層目の絶縁回路基板24は、絶縁性基板24aの中央部に、コレクタ導出用リード12と絶縁部材14が通過する穴24bが設けられ、絶縁性基板24aの下面の周辺部には、下側のエミッタ導体層10が電力用半導体チップ5のエミッタ電極6に対向して設けられ、またその上面には、穴24aを取囲むように環状の上側のエミッタ導体層15が設けられ、この下側のエミッタ導体層10と上側のエミッタ導体層15とはビアに埋め込まれた導体層25によって電気的に接続されている。
【0058】
また、絶縁性基板24aの下面には、下側の信号導体層11が電力用半導体チップ5の信号電極7に対向して設けられ、またその上面には、上側の信号導体層24cが設けられ、この下側の信号導体層11と上側の信号導体層24cとは、ビアに埋め込まれた導体層19aによって電気的に接続されている。
【0059】
この下側のエミッタ導体層10および下側の信号導体層11には、Cuなどの網状の導電性金属からなる網状金属細線34および35が固着されている。
【0060】
それ以外の構成については、上記第1の実施の形態と同じである。また、この網状金属細線は、少なくとも特に発熱の大きなエミッタ電極6とエミッタ導体層10との間に設ければ良く、信号電極7と信号導体層11との間に、必ずしも設ける必要はない。
【0061】
このような第2の実施の形態の大電力半導体装置によれば、電力用半導体チップ5は、第1の絶縁回路基板3の導体層4と第2の積層絶縁回路基板33の両面およびビア内に形成されたエミッタ導体層10および信号導体層11等の導体層を介してコレクタ導出用リード12、エミッタ導出用リード13および信号導出用リード30等の外部導出用端子に接続されている。このため、金属ワイヤによるボンディング領域が不要となり装置の小型化が実現できる。
【0062】
また、第2の積層絶縁回路基板33のエミッタ導体層10および信号導体層11の各々に、網状金属細線34および35を固着し、この網状金属細線34および35を電力用半導体チップ5のエミッタ電極6および信号電極7に固着している。
【0063】
そのため、電力用半導体チップ5からの熱によりエミッタ導体層10および信号導体層11が熱膨張する時に、この網状金属細線34および35が柔軟に変形して、エミッタ電極6および信号電極7とエミッタ導体層10および信号導体層11との固着部分に加わる応力が小さくなるので、第2の積層絶縁回路基板33のエミッタ導体層10および信号導体層11と電力用半導体チップ5のエミッタ電極6および信号電極7との固着部分における剥離等の故障を減少でき、信頼性の高い大電力用半導体装置を実現し得る。
【0064】
(第3の実施の形態)
次に本発明の第3の実施の形態に係る大電力用半導体装置を図11を参照して説明する。図11は、第3の実施の形態に係る大電力半導体装置の断面図である。この第3の実施の形態の各部について、上記第1の実施の形態に係る大電力用半導体装置の各部同一部分は同一符号を付し、説明を省略する。
【0065】
この本実施の形態の大電力用半導体装置が、第1の実施の形態と異なる点は、第1の実施の形態の第2の積層絶縁回路基板9における第2層目の絶縁回路基板27を取り除き、第2の積層絶縁回路基板36における第1層目の絶縁回路基板の電力用半導体チップ5側のエミッタ導体層10および信号導体層11の各々に、例えばモリブデン製緩衝部材37および38を固着し、このモリブデン製緩衝部材37および38を電力用半導体チップ5のエミッタ電極6および信号電極7にハンダにより固着した構成にしていることにある。
【0066】
すなわち、図12に示すように、第2の積層絶縁回路基板36における第1層目の絶縁回路基板24は、絶縁性基板24aの中央部に、コレクタ導出用リード12と絶縁部材14が通過する穴24bが設けられ、絶縁性基板24aの下面の周辺部には、下側のエミッタ導体層10が電力用半導体チップ5のエミッタ電極6に対向して設けられ、またその上面には、穴24aを取囲むように環状の上側のエミッタ導体層15が設けられ、この下側のエミッタ導体層10と上側のエミッタ導体層15とはビアに埋め込まれた導体層25によって電気的に接続されている。
【0067】
また、絶縁性基板24aの下面には、下側の信号導体層11が電力用半導体チップ5の信号電極7に対向して設けられ、またその上面には、上側の信号導体層24cが設けられ、この下側の信号導体層11と上側の信号導体層24cとは、ビアに埋め込まれた導体層19aによって電気的に接続されている。
【0068】
この下側のエミッタ導体層10および下側の信号導体層11に、これらの導体層に比べて線膨張係数の小さい、モリブデン製緩衝部材37および38が固着されている。
【0069】
それ以外の構成については、上記第1の実施の形態と同じである。また、このモリブデン製緩衝部材は、少なくとも特に発熱の大きなエミッタ電極6とエミッタ導体層10との間に設ければ良く、信号電極7と信号導体11との間に、必ずしも設ける必要はない。
【0070】
このような第3の実施の形態の大電力半導体装置によれば、電力用半導体チップ5は、第1の絶縁回路基板3の導体層4と第2の積層絶縁回路基板36の両面およびビア内に形成されたエミッタ導体層10および信号導体層11等の導体層を介してコレクタ導出用リード12、エミッタ導出用リード13および信号導出用リード30等の外部導出用端子に接続されている。このため、金属ワイヤによるボンディング領域が不要となり装置の小型化が実現できる。
【0071】
また、第2の積層絶縁回路基板36のエミッタ導体層10および信号導体層11の各々に、モリブデン製緩衝部材37および38を固着し、このモリブデン製緩衝部材37および38を電力用半導体チップ5のエミッタ電極6および信号電極7に固着している。そのため、電力用半導体チップ5からの熱によりエミッタ導体層10および信号導体層11が熱膨張する時に、このモリブデン製緩衝部材37および38の線膨張係数が電力用半導体チップ5の線膨張係数との差が小さいために、エミッタ電極6および信号電極7とエミッタ導体層10および信号導体層11との固着部分に加わる応力が小さくなるので、第2の積層絶縁回路基板33のエミッタ導体層10および信号導体層11と電力用半導体チップ5のエミッタ電極6および信号電極7との固着部分における剥離等の故障を減少でき、信頼性の高い大電力用半導体装置を実現し得る。
【0072】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し、実施できることは勿論である。
【0073】
例えば、上記実施の形態においてケース1の代わりに、エポキシ等の樹脂でモールドして良いし、熱抵抗・コストを下げるためベース2を省いた構造としても良い。
【0074】
また、電力用半導体チップ5は、図13に示すエミッタ電極の構造に限定されず、図14に示すように複数の島状に分割されたエミッタ電極構造を有するものでも良く、この場合には、積層絶縁回路基板の導体層との固着部分における応力を小さくすることができる。
【0075】
また、電力用半導体チップ5は、図15に示すように複数の制御信号電極39を設けて制御回路を内蔵してもよく、過昇温防止機能や過電圧防止機能、省エネ機能などを持つ制御回路が内蔵されるため、最上層の絶縁回路基板を含めたスペース分大電力用半導体装置が小型化される。
【0076】
また、上記第1乃至第3実施の形態において、第2の積層絶縁回路基板9、33、36の第1層目の絶縁回路基板24のエミッタ導体層15の配線形状は、環状に限定されるものでなく、接続部26と、電力用半導体チップ5のエミッタ電極および半導体チップ21との間の電気的接続が確保できる配線形状にしてもよい。
【0077】
また、上記第1乃至第3実施の形態において、第1の絶縁回路基板3と、第2の積層絶縁回路基板9、33、36を全てセラミックスよりなる絶縁性基板で構成してもよく、この場合は、絶縁回路基板の線膨張係数と電力用半導体チップ5の線膨張係数との差が小さいために、電力用半導体チップ5のエミッタ電極および信号電極およびコレクタ電極と、エミッタ導体層および信号導体層およびコレクタ導体層とのそれぞれの固着面に加わる応力が小さくなり、信頼性が向上する。
【0078】
また、上記第1乃至第3実施の形態において、第2の積層絶縁回路基板9、33、36の第1層目の絶縁回路基板24の下面にエミッタ導体層15をエミッタ導体層10を覆うように設け、更に、上面にはエミッタ導出用リードを接続する接続部26部分に相当するエミッタ導体層と信号導体層29を設け、上面の接続部26のエミッタ導体層と下面のエミッタ導体層15とをビアまたは断面がU字型に折り曲げられた金属板を用いて接続するようにしてもよく、このように構成することで、第3層目の絶縁回路基板28を取り除くことができる。
【0079】
また、上記第1乃至第3実施の形態において、第2の積層絶縁回路基板9、33、39の第1層目の絶縁回路基板24のエミッタ導体層15が、エミッタ導体層を設けた複数の絶縁回路基板を積層して構成されるようにしてもよい。
【0080】
また、上記第1乃至第3実施の形態において、第2の積層絶縁回路基板9、33、39の最上層に、エミッタ導体層を有する絶縁回路基板を追加して設けるようにしても良く、エミッタ導体層の電流密度の低減させて導体層での発熱を減少させるとともに、信号導体層への外部からのノイズ信号の混入を低減させることができる。
【0081】
また、上記第2および第3実施の形態において、積層絶縁回路基板33および36に第1の実施の形態の第2層目の絶縁回路基板を追加して、4層構造にしても良い。
【0082】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で、かつ信頼性の高い大電力用半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る大電力用半導体装置の断面図。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る大電力用半導体装置の第1の絶縁回路基板の平面図。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る大電力用半導体装置の第2の積層絶縁回路基板を構成する第1層目の絶縁回路基板の平面図と断面図。
【図4】本発明の第1の実施形態に係る大電力用半導体装置の第2の積層絶縁回路基板を構成する第2層目の絶縁回路基板の平面図と断面図。
【図5】本発明の第1の実施形態に係る大電力用半導体装置の第2の積層絶縁回路基板を構成する第3層目の絶縁回路基板の平面図と断面図。
【図6】本発明の第1の実施形態に係る大電力用半導体装置の第2の積層絶縁回路基板を構成する第4層目の絶縁回路基板の平面図。
【図7】本発明の第2の積層絶縁回路基板を構成する外部導出端子部の平面図。
【図8】図7のB−B線に沿う外部導出端子部の断面図。
【図9】本発明の第2の実施形態に係る大電力用半導体装置の断面図。
【図10】本発明の第2の実施形態に係る大電力用半導体装置の第2の積層絶縁回路基板を構成する第1層目の絶縁回路基板の平面図と断面図。
【図11】本発明の第3の実施形態に係る大電力用半導体装置の断面図。
【図12】本発明の第3の実施形態に係る大電力用半導体装置の第2の積層絶縁回路基板を構成する第1層目の絶縁回路基板の平面図と断面図。
【図13】電力用半導体チップの電極構造を示す平面図
【図14】電力用半導体チップの他の電極構造を示す平面図
【図15】電力用半導体チップの更に他の電極構造を示す平面図
【図16】従来の大電力用半導体装置の構成図。
【符号の説明】
1、101 ケース
2、102 金属ベース
3、103 第1の絶縁回路基板
4、104 第1の絶縁回路基板上の導体層
5、105 電力用半導体チップ
6 エミッタ電極
7 信号電極
8 コレクタ電極
9、33、36 第2の積層絶縁回路基板
10、15 第2の積層絶縁回路基板上のエミッタ導体層(導体層)
11 第2の積層絶縁回路基板上の信号導体層(導体層)
12 コレクタ導出用リード(外部導出端子)
13 エミッタ導出用リード(外部導出端子)
30 信号導出用リード(外部導出端子)
14 絶縁部材
16、110 制御回路IC
17、114 蓋体
18、116 シリコーン樹脂
19a、19b、19c、25 ビア内の導体層
20、34、35、37、38 緩衝部材
21 半導体チップ
23、26、31 接続部
24、27、28、32、33、36 第2の積層絶縁回路基板を構成する絶縁回路基板
39a、39b、39c、39d 電力用半導体チップの制御信号電極
106、107、109、112 金属ワイヤ
108,113 外部導出用リード
111 第2の絶縁回路基板
115 第2の絶縁回路基板上の導体層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-power semiconductor device used for an inverter, a converter, a switching power supply, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this kind of high power semiconductor device generally has a structure as shown in FIG. FIG. 16 is a sectional view of a conventional high-power semiconductor device.
[0003]
In FIG. 16,
[0004]
On a
[0005]
Further, a
[0006]
Further, a
[0007]
In such a conventional high-power semiconductor device, it is necessary to secure a bonding wiring area for a large number of
[0008]
An example of a high-power semiconductor device for solving this problem is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-12812. In this high power semiconductor device, a power semiconductor chip is arranged on a first insulating circuit board provided on a metal base also serving as a heat dissipation base, and a second insulating circuit board is arranged on the power semiconductor chip. Then, each electrode of the power semiconductor chip and each conductor layer of the first insulating circuit board and the second insulating circuit board are fixed to each other by soldering, thereby achieving miniaturization.
[0009]
In such a high-power semiconductor device, as the current capacity increases, the heat generated by the power semiconductor chip itself and the electric resistance of the fixed portion between the electrode of the power semiconductor chip and the conductor layer of the second insulating circuit board are increased. Heat generation increases, and a temperature rise occurs in a portion where the electrode of the power semiconductor chip is fixed to the conductor layer of the second insulated circuit board.
[0010]
The electrode of the power semiconductor chip and the conductor layer of the second insulated circuit board are formed by the difference in linear expansion coefficient between the power semiconductor chip, for example, silicon, and the conductor layer of the second insulated circuit board, for example, Cu (copper). Then, a stress is generated in the fixed portion, and the fixed portion is separated, and there is a problem that the reliability of the high power semiconductor device is reduced.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional high-power semiconductor device described above, it is difficult to reduce the size of the device.
Also, due to the difference in linear expansion coefficient between the power semiconductor chip and the conductor layer of the second insulated circuit board whose temperature rises, peeling of the fixed portion between the electrode of the power semiconductor chip and the conductor layer of the second insulated circuit board may occur. This causes a problem that the reliability of the device is reduced.
[0012]
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a small and highly reliable high-power semiconductor device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a high-power semiconductor device according to the present invention includes a first insulated circuit board having a conductor layer on an upper surface, and a main electrode fixed on the conductor layer of the insulated circuit board and having a main electrode on the upper surface. A power semiconductor chip, a second insulating circuit board disposed above the power semiconductor chip, and a conductor layer fixed to a main electrode of the power semiconductor chip; and the first and second insulation boards. An external lead-out terminal electrically connected to the conductor layer of the circuit board, wherein the second insulated circuit board has an insulating board having vias penetrating both upper and lower surfaces, and both main surfaces of the insulating board. And a conductive layer formed on the inner wall of the via, and a buffer member having a smaller linear expansion coefficient than the conductive layer, and disposed opposite to the main electrode of the power semiconductor chip and fixed to the conductive layer. It is characterized by having.
[0014]
According to the high-power semiconductor device of the present invention thus configured, the power semiconductor chip is formed on both surfaces of the conductor layer of the first insulated circuit board and the second laminated insulated circuit board and in the via. Since the terminal is connected to the external lead-out terminal via the conductor layer, a bonding region using a metal wire is not required, and the size can be reduced.
[0015]
Also, a buffer member having a smaller linear expansion coefficient than the conductor layer is disposed in the second laminated insulated circuit board so as to face the main electrode of the power semiconductor chip, and the conductor layer to which the main electrode of the power semiconductor chip is fixed is attached. It is stuck to. As a result, stress due to the difference in linear expansion coefficient between the power semiconductor chip and the conductor layer of the laminated insulated circuit board is reduced, and the reliability of the fixed portion between the conductor layer of the laminated insulated circuit board and the main electrode of the power semiconductor chip is improved. Can improve.
[0016]
In order to achieve the above object, a high-power semiconductor device according to the present invention includes a first insulated circuit board having a conductor layer on an upper surface, a first insulated circuit board fixed on the conductor layer of the insulated circuit board, and A power semiconductor chip having electrodes; a second insulated circuit board disposed above the power semiconductor chip and having a conductor layer fixed to a main electrode of the power semiconductor chip; External lead-out terminals electrically connected to the conductor layers of the insulated circuit board, wherein the second insulated circuit board has vias penetrating the upper and lower surfaces, and both surfaces of the insulated substrate. And a conductive layer formed on the inner wall of the via, and a net-like thin metal buffer member fixed to the conductive layer on the power semiconductor chip side and fixed to the main electrode of the power semiconductor chip. It is characterized by the following.
[0017]
According to the high power semiconductor device of the present invention having such a configuration, the power semiconductor chip includes the conductor layer formed on both surfaces of the conductor layer of the first insulated circuit board and the second laminated insulated circuit board and in the via. Since the terminal is connected to the external lead-out terminal via the layer, a bonding region using a metal wire is not required, and the size can be reduced.
[0018]
In addition, a buffer member made of a reticulated metal wire is fixed to a conductor layer fixed to the main electrode of the power semiconductor chip, and the deformation of the buffer member causes a wire between the power semiconductor chip and the conductor layer of the laminated insulated circuit board. Stress due to the difference in expansion coefficient is reduced, and the reliability of the portion where the conductor layer of the laminated insulated circuit board and the main electrode of the power semiconductor chip are fixed can be improved.
[0019]
Further, in order to achieve the above object, a high power semiconductor device according to the present invention includes a first insulating circuit board having a conductor layer on an upper surface, a first insulating circuit board fixed on the conductor layer of the insulating circuit board, and A power semiconductor chip having electrodes; a second insulated circuit board disposed above the power semiconductor chip and having a conductor layer fixed to a main electrode of the power semiconductor chip; External lead-out terminals electrically connected to the conductor layers of the insulated circuit board, wherein the second insulated circuit board has vias penetrating the upper and lower surfaces, and both surfaces of the insulated substrate. And a conductor layer formed on the inner wall of the via, and a molybdenum buffer member fixed to the conductor layer on the power semiconductor chip side and fixed to a main electrode of the power semiconductor chip. Features.
[0020]
According to the high power semiconductor device of the present invention having such a configuration, the power semiconductor chip includes the conductor layer formed on both surfaces of the conductor layer of the first insulated circuit board and the second laminated insulated circuit board and in the via. Since the terminal is connected to the external lead-out terminal via the layer, a bonding region using a metal wire is not required, and the size can be reduced.
[0021]
Further, since the molybdenum buffer member is fixed to the conductor layer fixed to the main electrode of the power semiconductor chip, the stress due to the difference in linear expansion coefficient between the power semiconductor chip and the conductor layer of the laminated insulating circuit board is reduced. As a result, the reliability of the fixed portion between the conductor layer of the laminated insulated circuit board and the main electrode of the power semiconductor chip can be improved.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a high power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. First, the outline of the structure of the high-power semiconductor device of the present embodiment will be described.
[0024]
As shown in FIG. 1, in the high power semiconductor device of the present embodiment, a
[0025]
A first insulating circuit board 3 is fixed on the
[0026]
On the
[0027]
A
[0028]
Further, the
[0029]
The
[0030]
A lid 17 supporting the
[0031]
Next, a specific structure of the first insulated circuit board 3 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view showing a state where the
[0032]
As shown in FIG. 2, the first insulated circuit board 3 has an insulating substrate 3a made of ceramics, glass epoxy resin, polyester resin, polyimide resin, or the like. A conductor layer (not shown) is formed on the lower surface of the insulating substrate 3a, and the
[0033]
As shown in FIG. 13, the
[0034]
In FIG. 2, a semiconductor chip 21 on which a diode for protecting a
[0035]
Next, a specific structure of the second laminated insulated circuit board 9 will be described with reference to FIGS. 3 to 6 are a plan view of each layer constituting the second laminated insulated circuit board 9 and a cross-sectional view taken along line AA.
[0036]
FIG. 3 is a plan view and a cross-sectional view of the first-layer insulated
[0037]
A lower
[0038]
The
[0039]
A lower
[0040]
Although not shown, a conductor layer connected to the electrode of the semiconductor chip 21 is provided on the insulating
[0041]
FIG. 4 is a plan view and a cross-sectional view of a second-layer insulated
[0042]
In the insulating substrate 27a, a
[0043]
The lower surface of the
[0044]
A lower
[0045]
FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of the third-layer insulating circuit board 28 constituting the laminated insulating circuit board 9. As shown in the figure, the third-layer insulated circuit board 28 has an insulating
[0046]
Further, a lower
[0047]
The lower
[0048]
The upper
[0049]
FIG. 6 is a plan view of the uppermost fourth-layer insulating circuit board 32 of the laminated insulating circuit board 9. As shown in the figure, the fourth-layer insulated circuit board 32 has an insulating board 32a of glass epoxy resin, polyester resin, polyimide resin or the like. The insulating substrate 32a includes a hole 32b through which the
[0050]
Although not shown, a wiring conductor layer for electrically connecting the
[0051]
Next, a specific configuration of the
[0052]
As shown in the figure, the
[0053]
According to such a high-power semiconductor device of the first embodiment, the
[0054]
Also, a
[0055]
(Second embodiment)
Next, a high power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a sectional view of a high-power semiconductor device according to the second embodiment. Regarding each part of the second embodiment, the same parts as those of the high power semiconductor device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0056]
The high power semiconductor device of the present embodiment is different from the first embodiment in that the second-layer insulating
[0057]
That is, as shown in FIG. 10, in the first-layer insulating
[0058]
A lower
[0059]
On the lower
[0060]
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Further, the reticulated thin metal wire may be provided at least between the
[0061]
According to such a high-power semiconductor device of the second embodiment, the
[0062]
Further, mesh metal
[0063]
Therefore, when the
[0064]
(Third embodiment)
Next, a high power semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a sectional view of a high-power semiconductor device according to the third embodiment. Regarding the respective parts of the third embodiment, the same parts as those of the respective parts of the high-power semiconductor device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0065]
The high power semiconductor device of the present embodiment is different from the first embodiment in that the second-layer insulating
[0066]
That is, as shown in FIG. 12, in the first-layer insulating
[0067]
A lower
[0068]
[0069]
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Further, the molybdenum buffer member may be provided at least between the
[0070]
According to such a high power semiconductor device of the third embodiment, the
[0071]
Further,
[0072]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0073]
For example, in the above embodiment, instead of the case 1, it may be molded with a resin such as epoxy, or the structure may be such that the
[0074]
Further, the
[0075]
The
[0076]
In the first to third embodiments, the wiring shape of the
[0077]
In the first to third embodiments, the first insulated circuit board 3 and the second laminated insulated circuit boards 9, 33, 36 may all be constituted by insulating boards made of ceramics. In this case, since the difference between the coefficient of linear expansion of the insulating circuit board and the coefficient of linear expansion of the
[0078]
In the first to third embodiments, the
[0079]
In the first to third embodiments, the
[0080]
In the first to third embodiments, an insulating circuit board having an emitter conductor layer may be additionally provided on the uppermost layer of the second laminated insulated circuit boards 9, 33, and 39. The current density in the conductor layer can be reduced to reduce heat generation in the conductor layer, and also reduce mixing of a noise signal from the outside into the signal conductor layer.
[0081]
In the second and third embodiments, the second-layer insulated circuit board of the first embodiment may be added to the laminated insulated circuit boards 33 and 36 to form a four-layer structure.
[0082]
【The invention's effect】
According to the present invention, a small and highly reliable semiconductor device for large power can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a high-power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a first insulated circuit board of the high-power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view of a first-layer insulating circuit board constituting a second laminated insulating circuit board of the high-power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; FIGS.
FIGS. 4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view of a second-layer insulating circuit board constituting a second laminated insulating circuit board of the high-power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
FIGS. 5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view of a third-layer insulated circuit board constituting a second laminated insulated circuit board of the high-power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; FIGS.
FIG. 6 is a plan view of a fourth-layer insulating circuit board constituting a second laminated insulating circuit board of the high-power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a plan view of an external lead-out terminal part constituting a second laminated insulated circuit board of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the external lead-out terminal section taken along the line BB of FIG. 7;
FIG. 9 is a sectional view of a high-power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view of a first-layer insulating circuit board constituting a second laminated insulating circuit board of a high-power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view of a high-power semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view of a first-layer insulating circuit board included in a second laminated insulating circuit board of a high-power semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing an electrode structure of a power semiconductor chip.
FIG. 14 is a plan view showing another electrode structure of the power semiconductor chip.
FIG. 15 is a plan view showing still another electrode structure of the power semiconductor chip.
FIG. 16 is a configuration diagram of a conventional high-power semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1, 101 cases
2,102 metal base
3,103 First insulated circuit board
4,104 Conductive layer on first insulated circuit board
5,105 Power semiconductor chips
6 Emitter electrode
7 Signal electrode
8 Collector electrode
9, 33, 36 Second laminated insulated circuit board
10, 15 Emitter conductor layer (conductor layer) on second laminated insulated circuit board
11 Signal conductor layer (conductor layer) on second laminated insulated circuit board
12 Lead for leading the collector (external lead terminal)
13 Emitter lead (external lead terminal)
30 Lead for signal derivation (external derivation terminal)
14 Insulation member
16, 110 control circuit IC
17, 114 Lid
18, 116 silicone resin
19a, 19b, 19c, 25 Conductor layer in via
20, 34, 35, 37, 38 cushioning member
21 Semiconductor chip
23, 26, 31 Connection
24, 27, 28, 32, 33, 36 Insulated circuit board constituting second laminated insulated circuit board
39a, 39b, 39c, 39d Control signal electrodes of power semiconductor chip
106, 107, 109, 112 metal wire
108,113 Lead for external derivation
111 second insulated circuit board
115 Conductive Layer on Second Insulated Circuit Board
Claims (8)
前記絶縁回路基板の導体層上に固着され、且つ上面に主電極を有する電力用半導体チップと、
前記電力用半導体チップの上方に配置され、且つ前記電力用半導体チップの主電極に導体層が固着された第2の絶縁回路基板と、
前記第1及び第2の絶縁回路基板の導体層に各々電気的接続された外部導出端子とを具備し、
前記第2の絶縁回路基板は、
上下両面を貫通するビアを有する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の両主面及び前記ビアの内壁部に形成された導体層と、
前記導体層より小さい線膨張係数を有し、前記電力用半導体チップの主電極と対向配置されて該導体層に固着された緩衝部材と
を有することを特徴とする大電力用半導体装置。A first insulating circuit board having a conductor layer on an upper surface,
A power semiconductor chip fixed on a conductor layer of the insulated circuit board and having a main electrode on an upper surface;
A second insulating circuit board disposed above the power semiconductor chip and having a conductor layer fixed to a main electrode of the power semiconductor chip;
External lead-out terminals electrically connected to the conductor layers of the first and second insulated circuit boards, respectively.
The second insulated circuit board includes:
An insulating substrate having vias penetrating the upper and lower surfaces,
A conductor layer formed on both main surfaces of the insulating substrate and the inner wall of the via,
A high-power semiconductor device having a coefficient of linear expansion smaller than that of the conductor layer, and having a buffer member disposed opposite to the main electrode of the power semiconductor chip and fixed to the conductor layer.
前記絶縁回路基板の導体層上に固着され、且つ上面に主電極を有する電力用半導体チップと、
前記電力用半導体チップの上方に配置され、且つ前記電力用半導体チップの主電極に導体層が固着された第2の絶縁回路基板と、
前記第1及び第2の絶縁回路基板の導体層に各々電気的接続された外部導出端子とを具備し、
前記第2の絶縁回路基板は、
上下両面を貫通するビアを有する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の両面及び前記ビアの内壁部に形成された導体層と、
前記電力用半導体チップ側の前記導体層に固着され、且つ前記電力用半導体チップの主電極と固着される網状金属細線の緩衝部材と
を有することを特徴とする大電力用半導体装置。A first insulating circuit board having a conductor layer on an upper surface,
A power semiconductor chip fixed on a conductor layer of the insulated circuit board and having a main electrode on an upper surface;
A second insulating circuit board disposed above the power semiconductor chip and having a conductor layer fixed to a main electrode of the power semiconductor chip;
External lead-out terminals electrically connected to the conductor layers of the first and second insulated circuit boards, respectively.
The second insulated circuit board includes:
An insulating substrate having vias penetrating the upper and lower surfaces,
A conductor layer formed on both sides of the insulating substrate and the inner wall of the via,
A high-power semiconductor device comprising: a net-like thin metal wire buffer member fixed to the conductor layer on the power semiconductor chip side and fixed to a main electrode of the power semiconductor chip.
前記絶縁回路基板の導体層上に固着され、且つ上面に主電極を有する電力用半導体チップと、
前記電力用半導体チップの上方に配置され、且つ前記電力用半導体チップの主電極に導体層が固着された第2の絶縁回路基板と、
前記第1及び第2の絶縁回路基板の導体層に各々電気的接続された外部導出端子とを具備し、
前記第2の絶縁回路基板は、
上下両面を貫通するビアを有する絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の両面及び前記ビアの内壁部に形成された導体層と、
前記電力用半導体チップ側の前記導体層に固着され、且つ前記電力用半導体チップの主電極と固着されるモリブデン製緩衝部材と
を有することを特徴とする大電力用半導体装置。A first insulating circuit board having a conductor layer on an upper surface,
A power semiconductor chip fixed on a conductor layer of the insulated circuit board and having a main electrode on an upper surface;
A second insulating circuit board disposed above the power semiconductor chip and having a conductor layer fixed to a main electrode of the power semiconductor chip;
External lead-out terminals electrically connected to the conductor layers of the first and second insulated circuit boards, respectively.
The second insulated circuit board includes:
An insulating substrate having vias penetrating the upper and lower surfaces,
A conductor layer formed on both sides of the insulating substrate and the inner wall of the via,
A high power semiconductor device comprising: a molybdenum buffer member fixed to the conductor layer on the power semiconductor chip side and fixed to a main electrode of the power semiconductor chip.
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