JP6450933B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器に使用される半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device used in various electronic devices.
以下、従来の半導体装置について図面を用いて説明する。図6は従来の半導体装置1の構成を示した断面図であり、半導体装置1は、リードフレーム2と半導体素子3と絶縁層4と外装樹脂5と、を備えていた。
A conventional semiconductor device will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional semiconductor device 1. The semiconductor device 1 includes a
半導体素子3はリードフレーム2の一方の面に実装され、リードフレーム2の反対面には絶縁層4が配置されていた。半導体素子3は、リードフレーム2へ実装部3Aによって、あるいはワイヤ部2Aによって接続されていた。そして、絶縁層4は半導体装置1の外部に設けられた放熱板6に熱的に結合されることによって、半導体素子3で発生した熱が半導体装置1の外部へと放出されていた。
The
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。 For example, Patent Document 1 is known as prior art document information related to the invention of this application.
従来の半導体装置1では、半導体素子3で発生した熱は、リードフレーム2へ伝わるとともに直ちに絶縁層4および放熱板6へと伝わる。ここで、絶縁層4とリードフレーム2や放熱板6とは、熱伝導の効率を向上させるために、半田(図示せず)などによって、しっかりと互いに固着されている。また、セラミックなどによって形成される絶縁層4と、主に金属によって形成されるリードフレーム2や放熱板6とは膨張係数が大きく異なる。
In the conventional semiconductor device 1, the heat generated in the
この結果、半導体素子3で発生した熱がリードフレーム2および絶縁層4を介して放熱板6へと伝えられるときには、膨張係数の違いに起因して半導体装置3の各部に応力が生じる。そして、大きな応力が発生したときには特に、絶縁層4は上記のようにセラミックなどが用いられているために、割れや亀裂が生じ易くなり、半導体装置1から外部への放熱効率が低下するおそれがあるという課題を有するものであった。
As a result, when heat generated in the
そこで本発明は、高い温度で半導体装置に大きな応力が生じても半導体装置が高い放熱効率を維持することを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to maintain a high heat dissipation efficiency of a semiconductor device even when a large stress occurs in the semiconductor device at a high temperature.
そして、この目的を達成するために本発明は、ベース基板と、前記ベース基板に接合された半導体素子と、前記半導体素子における前記ベース基板との接合面の反対面に接合されたリードフレームと、前記ベース基板における前記半導体素子との接合面の反対面に固定された複数の絶縁基板と、前記半導体素子の全面と前記ベース基板の一部と前記リードフレームの一部と前記複数の絶縁基板との一部とを覆う外装樹脂と、を備え、前記ベース基板と前記リードフレームとは、銅もしくは銅合金によって形成され、前記ベース基板は前記リードフレームよりも厚く形成された、ことを特徴とするものである。 In order to achieve this object, the present invention includes a base substrate, a semiconductor element bonded to the base substrate, a lead frame bonded to a surface opposite to the bonding surface of the semiconductor element with the base substrate, A plurality of insulating substrates fixed to a surface of the base substrate opposite to the bonding surface with the semiconductor element, an entire surface of the semiconductor element, a part of the base substrate, a part of the lead frame, and the plurality of insulating substrates; And the base substrate and the lead frame are formed of copper or a copper alloy, and the base substrate is formed thicker than the lead frame. Is.
本発明によれば、半導体素子で生じた熱はリードフレームとベース基板とを介して外部へ放出される。特に、ベース基板へ伝えられた熱は、リードフレームよりも厚いベース基板によってベース基板における半導体素子側から絶縁基板側へと広範囲で拡散される。これにより、半導体素子の放熱効率は向上する。さらに、絶縁基板は複数に分割されているので、ベース基板において広範囲で拡散された熱に伴って絶縁基板に生じる膨張は、個々の絶縁基板に分散される。そして、ベース基板と絶縁基板との膨張率の差異に起因して、特に絶縁基板に生じる機械的な応力は特定のベース基板には集中しにくい状態となる。 According to the present invention, heat generated in the semiconductor element is released to the outside through the lead frame and the base substrate. In particular, the heat transferred to the base substrate is diffused over a wide range from the semiconductor element side to the insulating substrate side of the base substrate by the base substrate thicker than the lead frame. Thereby, the heat dissipation efficiency of the semiconductor element is improved. Furthermore, since the insulating substrate is divided into a plurality of parts, the expansion generated in the insulating substrate due to the heat diffused in a wide range in the base substrate is distributed to the individual insulating substrates. Then, due to the difference in expansion coefficient between the base substrate and the insulating substrate, mechanical stress generated particularly on the insulating substrate is not easily concentrated on the specific base substrate.
結果として、半導体素子が高熱を発し半導体装置に内部に高い温度で大きな応力が生じても、この応力はベース基板において分散されるので個々の絶縁層に加わる熱は抑制され、さらに、絶縁層は個片化されていることで熱に起因した歪による割れや亀裂が生じ難くなり、半導体装置が高い放熱効率を常に維持することができる。 As a result, even if the semiconductor element generates high heat and a large stress is generated inside the semiconductor device at a high temperature, this stress is dispersed in the base substrate, so that the heat applied to each insulating layer is suppressed, and further, the insulating layer is By being separated into pieces, cracks and cracks due to strain caused by heat are less likely to occur, and the semiconductor device can always maintain high heat dissipation efficiency.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態における半導体装置の構成を示す断面図である。半導体装置7は、ベース基板8と、半導体素子9と、リードフレーム10と、絶縁基板11と、外装樹脂12と、を含む。
(Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. The
半導体素子9はベース基板8に接合されている。半導体素子9はリードフレーム10へ、半導体素子9におけるベース基板8との接合面9Aの反対面で接合されている。複数の絶縁基板11はベース基板8へ、ベース基板8におけるベース基板8と半導体素子9との接合面9Aの反対面で固定されている。
The
そして、外装樹脂12はベース基板8と、半導体素子9と、リードフレーム10と、絶縁基板11と、を覆っている。半導体素子9は全面が覆われ、外装樹脂12によって密閉されている。ベース基板8は外装樹脂12から露出した部分を除いて外装樹脂12によって覆われている。リードフレーム10は外装樹脂12から露出した部分を除いて外装樹脂12によって覆われている。絶縁基板11は外装樹脂12から露出した部分を除いて外装樹脂12によって覆われている。
The
ここで、ベース基板8とリードフレーム10とは、銅もしくは銅合金によって形成されている。さらにベース基板8はリードフレーム10よりも厚く形成されている。
Here, the
以上の構成により、半導体素子9で生じた熱は、共に熱伝導の能力が高いリードフレーム10とベース基板8とを介して半導体装置7の外部へ放出される。ここで特に、半導体素子9からベース基板8へ伝えられた熱は、半導体素子9側から絶縁基板11側へ伝えられる。ベース基板8はリードフレーム10よりも厚く大きな断面積で形成されていて、かつ、熱を伝え易い銅や銅合金で形成されている。このため、半導体素子9で生じた熱は半導体素子9側から絶縁基板11側へ向かうにしたがって広範囲に拡散される。これにより半導体素子9の放熱性は、リードフレーム10と、特にベース基板8とによって向上する。
With the above configuration, the heat generated in the
ここでさらに、既にベース基板8で広範囲に拡散された熱が、絶縁基板11へと伝えられる。絶縁基板11は複数に分割されているので、広範囲に拡散されたうえで分散された熱が、個々の絶縁基板11に伝えられる。よって、絶縁基板11に生じる熱に伴う膨張もまた分散された状態となる。これにより、ベース基板8と絶縁基板11との膨張係数の差異に起因して、特に絶縁基板11に生じる機械的な応力は、特定のベース基板8には集中しにくい状態となる。
Here, the heat that has already been diffused widely in the
以上から、半導体素子9が高熱を発し半導体装置7に内部に高い温度で大きな応力が生じても、この応力はベース基板8で分散されるので個々の絶縁基板11に加わる熱は抑制される。さらに、絶縁基板11は個片化されて小さな面積や体積を有した形態としていることで、大きな面積や体積を有したものに比較して個々の絶縁基板11に生じる応力は小さくなる。したがって、熱に起因した歪による割れや亀裂が生じ難くなる。この結果、半導体装置7が高い放熱効率を常に維持することができ、高い信頼性を維持することができる。
As described above, even if the
以下、半導体装置7の構成について詳しく説明する。半導体素子9はベース基板8に半田や導電ペーストなど(図示せず)を用いて接合されている。半導体素子9はリードフレーム10へ、半導体素子9におけるベース基板8との接合面9Aの反対面で半田などを用いて接合されている。複数の絶縁基板11はベース基板8へ、ベース基板8におけるベース基板8と半導体素子9との接合面9Aの反対面で高伝熱性樹脂や接着剤(図示せず)などを用いて固定されている。
Hereinafter, the configuration of the
そして、外装樹脂12はベース基板8と、半導体素子9と、リードフレーム10と、絶縁基板11と、を覆っている。半導体素子9は外装樹脂12によって、ベース基板8およびリードフレーム10との接合面を除いて全面が覆われ封止されている。ベース基板8は外装樹脂12によって、半導体素子9および絶縁基板11との接合面を除いて覆われ、延出部8Aが外装樹脂12から露出している。リードフレーム10は外装樹脂12によって、半導体素子9との接合面を除いて覆われ、延出部10Aが外装樹脂12から露出している。絶縁基板11は外装樹脂12によって、ベース基板8と絶縁基板11との接合面11Aを除いて覆われ、接合面11Aの反対面の放熱面11Bが外装樹脂12から露出している。
The
ここで、リードフレーム10および、ベース基板8には大電流が通電可能な状態となっている。延出部10Aおよび延出部8Aは半導体装置7における入力や出力の端部として用いることができる。ここで外装樹脂12には、熱硬化性樹脂の例えばエポキシ樹脂などが用いられる。
Here, the
リードフレーム10やベース基板8は、延出部10Aや延出部8Aを有さずに、外装樹脂12によって完全に封止されていてもよい。このとき、半導体装置7の外部と、リードフレーム10やベース基板8との接続には、リードフレーム10やベース基板8に接続されて半導体装置7から外部へと引き出される銅線(図示せず)が用いられるとよい。
The
以上のように、半導体素子9の一方の面にはリードフレーム10が直接に接続され、半導体素子9におけるリードフレームとの接続面の反対面にはベース基板8が直接に接続されている。言い換えると、半導体素子9は大きな厚みの導体に挟まれて配置されている。そして、電気抵抗が非常に低いリードフレーム10やベース基板8が大きな電流が流れる導体部分に相当するので、大電流が通電することに起因する電力損失や、これに伴う導体での発熱も低減される。これにより、リードフレーム10やベース基板8が熱伝導に対して大きな役割を担う。
As described above, the
図1ではリードフレーム10は単なる矩形状の断面として示されている。しかしながら、リードフレーム10は単なる板状の導体ではなく、板状の導体が打ち抜かれることなどによって様々な配線パターンが形成されている。よって、図1では単一の導体として示されているものの、実際には複数の、かつ枝分かれした導体がリードフレーム10を構成している。したがって、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)やFET(電界効果トランジスタ)が半導体素子9に用いられた場合には、半導体素子9のゲート端子がリードフレーム10の一部に接続され、リードフレーム10の他の一部にソース端子あるいはドレイン端子が接続され、ベース基板8にはドレイン端子あるいはソース端子が接続される。
In FIG. 1, the
先にも述べたように、半導体素子9が高熱を発しても、この熱は特にベース基板8で分散されるので半導体装置7の一部に大きな応力が集中することはない。言い換えると、個々の絶縁基板11に加わる熱、および個々の絶縁基板11に生じる応力は、分散されて小さくなる。さらに、絶縁基板11は個片化されているので、熱に起因した歪による割れや亀裂が生じ難くなる。この結果、半導体装置7が高い放熱効率を常に維持することができる。
As described above, even if the
したがって、ベース基板8を厚くするにつれて熱が速く、かつ、広い範囲へ拡散される。このため、個々の絶縁基板11は集団として配置されることで、大きな面積で広い範囲に配置することができ、放熱に関する効果が増大する。そして、絶縁基板11は個片に分割されているので、多くの絶縁基板11が広い範囲に集団として配置されても個々の絶縁基板11に生じる機械的な歪は小さく維持される。よって、熱伝導性および絶縁性が優れる一方で機械的に脆いセラミック材料が絶縁基板11に用いられても、絶縁基板11は割れなどによる伝熱特性や放熱特性の低下を起こし難い。
Therefore, as the
図1では、単一の半導体素子9が複数の個片化された絶縁基板11に対応して配置されている。この場合、半導体素子9は個々の絶縁基板11に対して概ね均等な距離を隔てて配置されるとよい。あるいは、単一の半導体素子9は複数の絶縁基板11に対面し、複数の絶縁基板11に跨った位置関係に配置されてもよい。これにより、半導体素子9は個々の絶縁基板11に対して半導体素子9で生じた熱を概ね均等に伝えることができる。この結果、個々の絶縁基板11の放熱効率は向上し、必然的に半導体装置7の放熱効率は向上する。
In FIG. 1, a
また、図1で絶縁基板11は互いに外装樹脂12の一部を介して並列配置されているが、絶縁基板11は互いに外装樹脂12の一部を介さずに接触して並列配置されてもよい。複数の絶縁基板11が互いに接触していても絶縁基板11は個片化されているため、絶縁基板11は温度変化に伴う膨張や収縮によって機械的な歪に伴う影響を互いに与え難い。これにより、ベース基板8の単位面積当たりに多くの絶縁基板11が配置され、半導体装置7の放熱効率は向上する。
Further, in FIG. 1, the insulating
さらに、図2は本発明の実施の形態における半導体装置7の放熱板を用いた構成を示す断面図である。図2に示すように、半導体装置7における絶縁基板11の放熱面11Bには放熱板13が取り付けられるとよい。これによって、すでに半導体装置7の内部で、特にベース基板8で分散されて絶縁基板11へと伝えられた熱は、さらに放熱板13によって分散されたうえで外部へと放射される。これによって半導体装置7の放熱効率はさらに向上する。
Further, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration using the heat sink of the
ここで、絶縁基板11と放熱板13とは、ベース基板8と絶縁基板11との固定と同様に半田などの金属接合や高伝熱性樹脂(図示せず)などを用いて固定されるとよい。特に、半田などの金属接合などが用いられても先に述べたように、絶縁基板11は個片化されて応力が生じ難いので接合面の接続信頼性は維持される。そして当然ながら、伝熱性や放熱性が向上する。
Here, the insulating
また、放熱板13には伝熱性がよい、アルミニウムやアルミニウム合金、あるいは銅や銅合金などが用いられるとよい。ここでは板状の放熱板13が図示されているが、放熱板13はこのような形状に限ったものではなく、放熱面に凹凸を設けて表面積を大きくして放熱性を向上させる形状などであってもよい。
The
また、図3は本発明の実施の形態における半導体装置7の複数の半導体素子9を用いた構成を示す断面図である。図3に示すように複数の半導体素子9がベース基板8およびリードフレーム10に接続されても、あるいは配置されてもよい。そして、半導体素子9と絶縁基板11とはベース基板8を介して1対1で対向して配置されるとよい。例えば図3に示すように、半導体素子9Xと絶縁基板11Xとは、正面で対面して配置され1組の熱源である半導体素子9Xと伝熱体である絶縁基板11Xとされるとよい。半導体素子9Yと絶縁基板11Yと、および半導体素子9Zと絶縁基板11Zとも同様に、正対して配置され1組とされるとよい。ここで、半導体素子9Xの発熱量が最も大きいと仮定すると、絶縁基板11Xのベース基板8への投影面積を他の絶縁基板11に比較して最も大きくするとよい。あるいは、半導体素子9Zの発熱量が最も小さいと仮定すると、絶縁基板11Zのベース基板8への投影面積を他の絶縁基板11に比較して最も小さくするとよい。言い換えると、絶縁基板11X、11Y、11Zのベース基板8への投影面積は概ね伝熱能力に相当するので、これらの投影面積は半導体素子9X、9Y、9Zのそれぞれの発熱量に応じて決定すればよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration using a plurality of
図3では、半導体素子9Xと絶縁基板11Xと、半導体素子9Yと絶縁基板11Yと、および半導体素子9Zと絶縁基板11Zと、全てが1対1で対向配置されている。しかしながら、全てが1対1で対向配置される必要はない。例えば半導体素子9Xと絶縁基板11Xとが最も放熱性を要する場合、半導体素子9Xと絶縁基板11Xのみが1対1で対向配置され、他の半導体素子9Yや半導体素子9Zは、絶縁基板11Yや絶縁基板11Zは1対1で対向配置されてなくてもよい。言い換えると、所定の組み合わせのみが1対1で対向配置されてよい。
In FIG. 3, the
これにより、絶縁基板11は放熱量に応じて適切な大きさに決定できるので、過剰な放熱特性に伴う過剰な面積を有さなくなる。よって半導体装置7の外部からの衝撃に起因した割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。
As a result, the insulating
また、絶縁基板11が配置される位置に応じて、絶縁基板11のベース基板8への投影面積が決定されてもよい。例えば、ベース基板8における最も延出部8Aに近い位置に設けられた絶縁基板11Zは、絶縁基板11Xもしくは絶縁基板11Yよりも投影面積を小さくしてもよい。あるいは、絶縁基板11Zは複数の絶縁基板11の中で最も投影面積を小さくするとよい。
Further, the projection area of the insulating
ベース基板8がリードフレーム10よりも厚く、ベース基板8による熱伝導効果や熱拡散効果が大きい場合、複数の半導体素子9で生じた熱の一部は、ベース基板8を通じて延出部8Aに伝搬され、半導体装置7の外部へと排出される。このため、最も延出部8Aに近い位置に設けられた絶縁基板11Zは、他の絶縁基板11X、11Yに比較して放熱に関する能力が低くても、特に半導体素子9Zで生じた熱は延出部8Aに近接したベース基板8によって延出部8Aへと排出され易い。このため、半導体装置7の全体における放熱能力は低下し難い。これにより、特に最も延出部8Aに近く配置された絶縁基板11Zは、対面する半導体素子9Zの放熱量に対応した大きさよりも小さく決定できる。したがって、絶縁基板11におけるベース基板8への投影面積は小さくなり、半導体装置7の外部からの衝撃に起因した割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。
When the
また、図4は本発明の実施の形態における半導体装置7の要部を拡大した断面図である。図4の破線の軌跡に示すように、絶縁基板11のベース基板8への投影面積は、半導体素子9のベース基板8への投影面積よりも小さくしてもよい。あるいは、絶縁基板11のベース基板8への投影形状は、半導体素子9のベース基板8への投影形状に包含されてもよい。先にも述べたように、ベース基板8がリードフレーム10よりも厚く、ベース基板8は熱拡散効果が大きいので、複数の半導体素子9で生じた熱の一部は、ベース基板8を通じて延出部8Aに伝搬され、半導体装置7の外部へと排出される。このため、複数の絶縁基板11は複数の半導体素子9で生じた熱の一部を放出すればよい。よって、半導体素子9X対面する絶縁基板11Xのベース基板8への投影形状あるいは投影面積は、半導体素子9Xのベース基板8への投影形状あるいは投影面積に包含される、あるいは小さくてもよい。したがって、半導体装置7の外部からの衝撃に起因した、絶縁基板11における割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the
このとき、例えば、半導体素子9Xで生じた熱は絶縁基板11Xへ伝えられるとともに、絶縁基板11Xに隣接する絶縁基板11Yへも伝えられる。これにより、半導体素子9Xで生じた熱は絶縁基板11Xと11Yとによっても半導体装置7の外部へと放出される。よって単一の絶縁基板11は、ベース基板8を介して対向する単一の半導体素子9の放熱量に応じた適切な大きさよりもさらに小さく決定できるので、絶縁基板11の面積が小さくでき、半導体装置7の外部からの衝撃に起因した割れや亀裂が生じ難くなる。そして、半導体装置7の放熱効率や信頼性は高い状態で維持される。
At this time, for example, heat generated in the
ここで半導体素子9Xを例として、半導体素子9Xから発せられる熱が、半導体素子9Xに対面する絶縁基板11Xと、絶縁基板11Xに隣接配置された絶縁基板11Yと、によって効率よく放熱されるために、以下の条件とすることがのぞましい。ここで、絶縁基板11Xと、絶縁基板11Xに隣接配置された絶縁基板11Yとを隔てる距離がLとされ、ベース基板8の厚さがTBとされると、TB>Lとすることで放熱効果は顕著となり易い。
Here, taking the
半導体素子9Xから発せられる熱は、図中矢印のHv、Hd、Hhのそれぞれの方向へ伝搬されるが、ベース基板8は大きな値のTBを有する厚い銅などの金属であるため、時間の経過とともにHd方向への熱の伝搬が大きくなる。そして、上記のようにTB>Lの条件が満たされると、半導体素子9Xとベース基板8との接合面9Aは、絶縁基板11Yへ正面ではないものの概ね対面する位置関係に近くなる。このため、半導体素子9Xから発せられる熱は、絶縁基板11Xのみならず、絶縁基板11Yへも効率よく伝えられる。したがって、TB>Lとすることで放熱効果は顕著となり易い。
The heat generated from the
上記の効果は、半導体素子9Yから発せられる熱が、絶縁基板11Yのみならず、絶縁基板11Xへも効率よく伝えられる点で、同様である。
The above effect is the same in that heat generated from the
そして、上記の効果は、半導体素子9Xと半導体素子9Yとが交互に発熱する場合に、特に有効となる。一例として、図5は本発明の実施の形態における半導体装置7を用いたインバータ回路14のブロック図である。図5に示すように、インバータ回路14は、半導体素子9Xに相当するスイッチング素子を制御素子15によって制御し、インダクタンス素子16を用いて直流電源17の直流電圧を交流電圧へと変換する。
The above effect is particularly effective when the
ここで、半導体素子9Xは上記のようにスイッチング素子に相当し、半導体素子9Yは整流素子に相当する。スイッチング素子はIGBTやFETで、整流素子はダイオードであって、直流電源17の極性に対して逆極性で接続されている。また、半導体素子9Xおよび半導体素子9Yが、上側アームおよび下側アームそれぞれに設けられている。
Here, the
先ず、第1の動作として、上側アームの半導体素子9XがONしたとき、上側アームの半導体素子9Yには逆バイアスが印加される状態となり、半導体素子9Yは動作しない。言い換えるとこのとき、上側アームの半導体素子9Xは発熱し、上側アームの半導体素子9Yは発熱しない。このとき、下側アームの半導体素子9XはOFFしている。
First, as a first operation, when the
つぎに、第2の動作として、上側アームの半導体素子9XがOFFしたときインダクタンス素子16に蓄えられたエネルギーは即座に遮断できないため、下側アームの半導体素子9Yには順バイアスが印加される状態となり、下側アームの半導体素子9Yは動作する。言い換えるとこのとき、下側アームの半導体素子9Yは発熱し、上側アームの半導体素子9Xは発熱しない。
Next, as a second operation, since the energy stored in the
またつぎに、第3の動作として、下側アームの半導体素子9XがONしたとき、下側アームの半導体素子9Yには逆バイアスが印加される状態となり、半導体素子9Yは動作しない。言い換えるとこのとき、下側アームの半導体素子9Xは発熱し、下側アームの半導体素子9Yは発熱しない。このとき、上側アームの半導体素子9XはOFFしている。
Next, as a third operation, when the
つぎに、第4の動作として、下側アームの半導体素子9XがOFFしたときインダクタンス素子16に蓄えられたエネルギーは即座に遮断できないため、上側アームの半導体素子9Yには順バイアスが印加される状態となり、上側アームの半導体素子9Yは動作する。言い換えるとこのとき、上側アームの半導体素子9Yは発熱し、上側アームの半導体素子9Xは発熱しない。
Next, as a fourth operation, since the energy stored in the
このように、図5のインバータ回路では第1の動作から第4の動作までが繰り返し行われる。そして、図4に示す半導体素子9Xと半導体素子9Yとは、何れか一方が動作して双方が同時に動作しない場合に、絶縁基板11Xと絶縁基板11Yとは効率よく放熱に関する効果を発揮する。
Thus, in the inverter circuit of FIG. 5, the first operation to the fourth operation are repeatedly performed. When either one of the
本発明の半導体装置は、高い放熱効率を維持するという効果を有し、各種電子機器において有用である。 The semiconductor device of the present invention has an effect of maintaining high heat dissipation efficiency, and is useful in various electronic devices.
7 半導体装置
8 ベース基板
8A、10A 延出部
9、9X、9Y、9Z 半導体素子
9A、11A 接合面
10 リードフレーム
11、11X、11Y、11Z 絶縁基板
11B 放熱面
12 外装樹脂
13 放熱板
14 インバータ回路
15 制御素子
16 インダクタンス素子
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ベース基板に接合された半導体素子と、
前記半導体素子における前記ベース基板との接合面の反対面に接合されたリードフレームと、
前記ベース基板における前記半導体素子との接合面の反対面に固定された複数の絶縁基板と、
前記半導体素子の全面と前記ベース基板の一部と前記リードフレームの一部と前記複数の絶縁基板との一部とを覆う外装樹脂と、を備え、
前記ベース基板と前記リードフレームとは、銅もしくは銅合金によって形成され、
前記ベース基板は前記リードフレームよりも厚く形成された、
半導体装置。 A base substrate;
A semiconductor element bonded to the base substrate;
A lead frame bonded to a surface opposite to the bonding surface with the base substrate in the semiconductor element;
A plurality of insulating substrates fixed to a surface opposite to the bonding surface with the semiconductor element in the base substrate;
An exterior resin that covers the entire surface of the semiconductor element, a part of the base substrate, a part of the lead frame, and a part of the plurality of insulating substrates;
The base substrate and the lead frame are formed of copper or a copper alloy,
The base substrate is formed thicker than the lead frame,
Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor element is disposed to face the insulating substrate in a one-to-one relationship.
The semiconductor device according to claim 1.
互いに隣接する前記複数の絶縁基板が隔てる距離の値は、前記ベース基板の厚さの値よりも小さい、
請求項2に記載の半導体装置。 The projected shape of the semiconductor element on the base substrate includes the projected shape of the plurality of insulating substrates on the base substrate,
The distance between the plurality of adjacent insulating substrates is smaller than the thickness of the base substrate.
The semiconductor device according to claim 2.
交互に電流が流れる、スイッチ素子と前記スイッチ素子に並列接続された整流素子とからなり、
前記スイッチ素子と前記整流素子とはそれぞれが、
前記複数の絶縁基板での異なる絶縁基板に対向して配置された、
請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor element is
Consisting of a switch element and a rectifying element connected in parallel to the switch element, in which current flows alternately,
Each of the switch element and the rectifying element is
Arranged to face different insulating substrates among the plurality of insulating substrates,
The semiconductor device according to claim 2.
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