JP7123271B2 - Hermetically sealed semiconductor device - Google Patents
Hermetically sealed semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7123271B2 JP7123271B2 JP2021553948A JP2021553948A JP7123271B2 JP 7123271 B2 JP7123271 B2 JP 7123271B2 JP 2021553948 A JP2021553948 A JP 2021553948A JP 2021553948 A JP2021553948 A JP 2021553948A JP 7123271 B2 JP7123271 B2 JP 7123271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode pad
- semiconductor device
- hermetically sealed
- sealed semiconductor
- semiconductor chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/10—Containers or parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
Description
本願は、気密封止型半導体装置に関する。 The present application relates to a hermetically sealed semiconductor device.
電力用の半導体装置として、半導体チップを気密性の容器内に収めた気密封止型半導体装置がある。この気密封止型半導体装置は、半導体チップへの通電のために圧力接触構造を有するものが多い。圧力接触構造を有する半導体装置においては、圧接部材が半導体チップの電極パッドに圧接されるため、電極パッドの表面が削られて金属異物が発生する場合がある。この金属異物が電気的絶縁性を担う半導体チップの終端部に到達すると絶縁不良の原因となる。 2. Description of the Related Art As a power semiconductor device, there is a hermetically sealed semiconductor device in which a semiconductor chip is housed in an airtight container. Many of these hermetically sealed semiconductor devices have a pressure contact structure for conducting electricity to the semiconductor chip. In a semiconductor device having a pressure contact structure, a pressure contact member is pressed against an electrode pad of a semiconductor chip, so that the surface of the electrode pad may be scraped to generate metallic foreign matter. When this metallic foreign matter reaches the end portion of the semiconductor chip, which is responsible for electrical insulation, it causes insulation failure.
従来の半導体装置として、半導体チップの終端部を絶縁材料で覆う構造が開示されている(例えば、特許文献1参照)。このような構造の半導体装置においては、半導体チップの終端部が絶縁材料で覆われているので、金属異物に起因する絶縁不良を回避することができる。 As a conventional semiconductor device, a structure is disclosed in which the end portion of a semiconductor chip is covered with an insulating material (see, for example, Patent Document 1). In a semiconductor device having such a structure, since the end portion of the semiconductor chip is covered with an insulating material, it is possible to avoid insulation failure caused by metallic foreign matter.
しかしながら、気密封止型半導体装置において、半導体チップの終端部が絶縁材料で覆われていると、半導体チップの終端部を伝達する信号の誘電損失が生じたり、絶縁材料に起因して浮遊容量が発生したりする。その結果、気密封止型半導体装置の電気特性が変動する。したがって、圧力接触構造を有する気密封止型半導体装置において、従来の技術では金属異物に起因する絶縁不良を回避することができかつ電気特性が変動しない半導体装置を実現することができない。 However, in a hermetically sealed semiconductor device, if the end portion of the semiconductor chip is covered with an insulating material, dielectric loss occurs in signals transmitted through the end portion of the semiconductor chip, and stray capacitance is generated due to the insulating material. occur. As a result, the electrical characteristics of the hermetically sealed semiconductor device fluctuate. Therefore, in a hermetically sealed semiconductor device having a pressure contact structure, the conventional technology cannot realize a semiconductor device in which insulation failure caused by metallic foreign matter can be avoided and electrical characteristics do not vary.
本願は、上述のような課題を解決するためになされたもので、圧力接触構造を有する気密封止型半導体装置において、金属異物に起因する絶縁不良を回避することができかつ電気特性を安定化させることを目的とする。 The present application has been made to solve the above-described problems, and is a hermetically sealed semiconductor device having a pressure contact structure, in which insulation failure caused by metallic foreign matter can be avoided and electrical characteristics are stabilized. It is intended to
本願の気密封止型半導体装置は、筒状の枠体と、この枠体の一方の開口部を閉塞するカバープレートと、枠体の他方の開口部を閉塞するベースプレートと、このベースプレートのカバープレートと対向する面に配置された半導体チップと、この半導体チップの電極パッドとカバープレートとに対して加圧接触されて配置され、電極パッドとカバープレートとを電気的に接続する通電部材とを備えている。そして、通電部材は、電極パッドとの接触面の外周を覆う導電性の覆い部材を備えている。 The airtightly sealed semiconductor device of the present application includes a cylindrical frame, a cover plate that closes one opening of the frame, a base plate that closes the other opening of the frame, and a cover plate for the base plate. a semiconductor chip arranged on a surface opposite to the semiconductor chip; ing. The current-carrying member includes a conductive cover member that covers the outer circumference of the contact surface with the electrode pad.
本願の気密封止型半導体装置においては、通電部材が電極パッドとの接触面の外周を覆う導電性の覆い部材を備えているので、金属異物に起因する絶縁不良を回避することができかつ電気特性を安定化させることができる。 In the airtightly sealed semiconductor device of the present application, since the current-carrying member includes the conductive covering member covering the outer periphery of the contact surface with the electrode pad, it is possible to avoid insulation failure caused by metallic foreign matter and prevent electrical damage. Characteristics can be stabilized.
以下、本願を実施するための実施の形態に係る気密封止型半導体装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。 Hereinafter, hermetically sealed semiconductor devices according to embodiments for carrying out the present application will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals denote the same or corresponding parts.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る気密封止型半導体装置の断面模式図である。本実施の形態の気密封止型半導体装置1は、絶縁材料で構成された矩形で筒状の枠体2と、第1主電極である板状のカバープレート3と、第2主電極である板状のベースプレート4とを備えている。カバープレート3は、枠体2の一方の開口部に密着接続されており、ベースプレート4は枠体2の他方の開口部に密着接続されている。枠体2とカバープレート3とベースプレート4とで構成された容器はその内部が気密に保たれており、この容器内には窒素ガスなどの不活性ガスが封入されている。カバープレート3とベースプレート4とは共に銅などの電気抵抗率の小さな金属材料で構成されている。気密封止型半導体装置1は、例えば電力変換装置の内部に組み込まれる。Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the hermetically sealed semiconductor device according to the first embodiment. A hermetically sealed semiconductor device 1 of this embodiment includes a rectangular
ベースプレート4のカバープレート3と対向する面には、複数個の半導体チップ5が設けられている。半導体チップ5は、例えばダイオード素子、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子である。半導体チップ5は、その上面に電極パッド5aを備えている。半導体チップ5とカバープレート3との間には導電性の通電部材6が設けられている。通電部材6は、電極パッド5aとカバープレート3との間を電気的に接続している。
A plurality of
図2は、本実施の形態の気密封止型半導体装置1の平面模式図である。図2は、気密封止型半導体装置1をカバープレート側から見た平面模式図であり、カバープレートを除いて示している。図1は、図2のA-A線における断面模式図である。本実施の形態の気密封止型半導体装置1においては、9個の半導体チップ5が縦横に整列されて配置されている。それぞれの半導体チップ5の上にはそれぞれ通電部材6が配置されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the hermetically sealed semiconductor device 1 of this embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view of the airtightly sealed semiconductor device 1 viewed from the cover plate side, excluding the cover plate. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. In the airtightly sealed semiconductor device 1 of the present embodiment, nine
図3は、本実施の形態における1つの通電部材の側面図である。通電部材6は、上面がカバープレート3に接触する上部圧接部材61と、下面が電極パッド5aに接触する下部圧接部材62と、上部圧接部材61の側面と下部圧接部材62の側面とを接続する複数の接続板63とを備えている。接続板63は、ねじ64で上部圧接部材61および下部圧接部材62に固定されている。さらに通電部材6は、下部圧接部材62と電極パッド5aとが接触する部分に下部圧接部材62を取り囲む覆い部材65を備えている。上部圧接部材61および下部圧接部材62は、金属製の角柱形状の部材である。接続板63は、銅などの低抵抗率の板状の部材である。覆い部材65は、金属製の薄い板状の部材である。
FIG. 3 is a side view of one conducting member in this embodiment. The conducting
図4は、本実施の形態の通電部材6の断面図である。図4に示すように、上部圧接部材61と下部圧接部材62とは中央部が空洞になった角柱形状であり、互いに嵌め合う構造となっている。上部圧接部材61の空洞部には、ばね材66が挿入されている。ばね材66としては、例えば金属製の皿ばねを用いることができる。このような構造により、通電部材6は上下方向に弾性をもつ。下部圧接部材62は、電極パッド5aと接触する部分に突出部62aを備えている。突出部62aは、下部圧接部材62の他の部分より外径が小さくなっている。覆い部材65は、突出部62aの全周を囲み、電極パッド5aと下部圧接部材62との接触面の外周を覆っている。また、覆い部材65は、電極パッド5aの外縁部まで覆っている。図4に示すように、覆い部材65は、金属製の薄い板状の部材であり、両端部が内側に向かって曲げられている。このような構造により、覆い部材65は弾性をもち、突出部62aを囲んで下部圧接部材62と電極パッド5aとの間にはめ込まれる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the conducting
図5は、本実施の形態の通電部材の組立図である。図5に示すように、上部圧接部材61の空洞部にばね材66が挿入され、この上部圧接部材61が下部圧接部材62の空洞部に挿入される。次に、接続板63で上部圧接部材61の側面と下部圧接部材62の側面とが接続される。また、覆い部材65が下部圧接部材62の下方より挿入される。最後に、接続板63がねじ64で上部圧接部材61および下部圧接部材62に固定される。このようにして、通電部材6を組み立てることができる。なお、図5において、理解し易いように、覆い部材65のみ断面図で示している。
FIG. 5 is an assembly drawing of the current-carrying member of the present embodiment. As shown in FIG. 5, the
図1に示すように、この通電部材6は気密封止型半導体装置1として組み立てられるときにカバープレート3とベースプレート4とに挟まれて縦方向に圧力がかけられる。通電部材6は内部にばね材66を備えているので上下方向に弾性をもつ。そのため、通電部材6は縦方向の圧力によって、下部圧接部材62を電極パッド5a側に押さえつけることができる。その結果、通電部材6と電極パッド5aとの電気的な接続を確実に維持することができる。通電部材6は内蔵されたばね材66により伸縮する構造のため、上部圧接部材61と下部圧接部材62との相対的位置は、ばね材66の変位量だけ変化する。そのため、図5に示すように、接続板63もその変位量だけ変形するように、曲げ部63aが形成されている。この曲げ部63aによって接続板63も上下方向に変形することができるので、接続板63は、上部圧接部材61と下部圧接部材62とを常に電気的に接続し続けることができる。
As shown in FIG. 1, the current-carrying
なお、本実施の形態において、上部圧接部材61および下部圧接部材62を金属製の角柱形状の部材で構成しているが、円柱状、多角形の柱状など他の形状の部材でもよい。また、接続板63はねじ64で上部圧接部材61および下部圧接部材62に固定されているが、はんだ接合、溶接接合など他の方法で固定されてもよい。さらに、ばね材66は、金属製の皿ばね以外に板ばねなど他のばねでもよい。
In the present embodiment, the upper pressing
図6は、本実施の形態の通電部材の下部圧接部材の部分を拡大した断面図である。電極パッド5aは、下部圧接部材62で加圧されているため、電極パッド5aの下部圧接部材62との接触面が削られることがある。このとき、電極パッド5aが削られて金属異物が発生する。この金属異物は、周囲の電界で移動することができる。金属異物が半導体チップ5の終端部5bに移動すると絶縁不良の原因となる。ここで、半導体チップの終端部とは、半導体チップの表面で電極パッドなどを取り囲む領域である。本実施の形態の気密封止型半導体装置は、下部圧接部材62と電極パッド5aとが接触する部分の外周を取り囲む覆い部材65を備えている。覆い部材65は、突出部62aの全周を囲み、電極パッド5aと下部圧接部材62との接触面の外周を覆っている。この覆い部材65は、電極パッド5aと下部圧接部材62との接触面が削れて金属異物が発生しても、この金属異物が半導体チップ5の終端部5bに移動することを防ぐことができる。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the lower pressure contact member portion of the current-carrying member of the present embodiment. Since the
覆い部材65は、薄い板状の金属材料で形成されており、両端部が内側に向かって曲げられている。このような構造により、覆い部材65は突出部62aを囲んで下部圧接部材62と電極パッド5aとの間にはめ込まれた状態で固定される。なお、覆い部材65は、ねじ、接着剤、はんだ、ろう付けなどを用いた別の固定方法で下部圧接部材62に固定されていてもよい。
The
このように構成された気密封止型半導体装置は、通電部材と電極パッドとが接触する部分の外周を取り囲む覆い部材を備えているので、通電部材と電極パッドとが接触する部分で発生する金属異物が半導体チップの終端部へ移動することを抑制することができる。その結果、金属異物に起因する絶縁不良を回避することができる。また、半導体チップの終端部が絶縁性ガスに曝されており絶縁材料で覆われていないので、信号の誘電損失が生じたり、絶縁材料に起因した浮遊容量が発生したりすることもない。その結果、電気特性が安定する。 The airtightly sealed semiconductor device configured in this manner includes a cover member surrounding the outer periphery of the portion where the conductive member and the electrode pad are in contact. Foreign matter can be prevented from moving to the end portion of the semiconductor chip. As a result, it is possible to avoid insulation failure caused by metallic foreign matter. In addition, since the end portion of the semiconductor chip is exposed to the insulating gas and is not covered with the insulating material, dielectric loss of signals and stray capacitance caused by the insulating material do not occur. As a result, electrical properties are stabilized.
さらに、本実施の形態の気密封止型半導体装置は、通電部材が覆い部材を備えたことにより、放電の発生を抑制する電界緩和効果が得られる。その理由を次に説明する。図7および図8は、本実施の形態における電極パッドの周囲の電界強度分布を示した特性図である。図7は覆い部材を備えていない場合の電界強度分布であり、図8は覆い部材を備えている場合の電界強度分布である。なお、図7および図8はシミュレーションで得られた特性図である。シミュレーションの条件として、電極パッド5aの厚さは10μm、電極パッド5aの端部と覆い部材65との間隔は0.1mmとし、半導体チップ5に1kVの電圧が印加されており、電極パッド5aの電位と覆い部材65の電位とは同じとしている。図7および図8において、破線は等電位面を示しており、ハッチングは電界強度を示している。ハッチングが濃くなるにしたがって電界強度が高くなることを示している。
Furthermore, in the airtightly sealed semiconductor device of the present embodiment, since the current-carrying member includes the covering member, an electric field relaxation effect for suppressing the occurrence of discharge can be obtained. The reason is explained below. 7 and 8 are characteristic diagrams showing the electric field intensity distribution around the electrode pads in this embodiment. FIG. 7 shows the electric field strength distribution without the covering member, and FIG. 8 shows the electric field strength distribution with the covering member. 7 and 8 are characteristic diagrams obtained by simulation. As simulation conditions, the thickness of the
図7に示すように、覆い部材を備えていない場合、電極パッド5aの上部の等電位面は電極パッド5aの表面に沿って横方向に伸びている。これに対して、図8に示すように、覆い部材を備えている場合、電極パッド5aの上部の等電位面は覆い部材65に沿って上方向に伸びている。そのため、覆い部材を備えている場合は、覆い部材を備えていない場合に比べて電極パッド5aの周囲の等電位面の密度が低下する。半導体チップ5で放電が発生する場合、電極パッド5aがその放電の起点となる。覆い部材を備えることで、電極パッド5aの周囲の等電位面の密度が低下するので、放電の発生を抑制することができる。
As shown in FIG. 7, in the absence of the covering member, the equipotential surfaces on the top of the
実施の形態2.
図9は、実施の形態2の気密封止型半導体装置における通電部材の下部圧接部材の部分を拡大した断面図である。本実施の形態の通電部材は、覆い部材65と電極パッド5aとの間にリング状の緩衝部材67を備えている。緩衝部材67の弾性率は、覆い部材65の弾性率よりも小さい。緩衝部材67の材質としては、例えばポリイミド、シリコーンゴムなどの耐熱性の樹脂を用いることができる。緩衝部材67の取り付け方法としては、通電部材を電極パッド5aに圧接するときに緩衝部材67を挟み込む方法、液状の樹脂を電極パッド5aの表面で硬化させて緩衝部材を成形する方法、液状の樹脂を覆い部材65の表面で硬化させて緩衝部材を成形する方法などを用いることができる。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a lower pressure contact member portion of a current-carrying member in the airtightly sealed semiconductor device of the second embodiment. The conducting member of this embodiment includes a ring-shaped
このように構成された気密封止型半導体装置は、金属製の覆い部材65が電極パッド5aと直接接触しないので、金属異物の発生を抑制することができる。なお、実施の形態1で説明した電界緩和効果は、緩衝部材67の厚さが厚すぎると失われてしまう。したがって、緩衝部材67の厚さは、電極パッド5aの端部と覆い部材65との間隔よりも小さいことが好ましい。具体的には、緩衝部材67の厚さを0.05mm以下とすることで、電界緩和効果を得ることができる。
In the airtightly sealed semiconductor device configured in this manner, the
実施の形態3.
半導体チップがMOSFET、IGBTなどのスイッチング素子である場合、半導体チップの表面には電極パッドとは別に制御用のゲート電極パッドが備えられている場合がある。このゲート電極パッドに制御信号を印加することで、半導体チップを流れる電流を制御することができる。実施の形態3の気密封止型半導体装置は、ゲート電極パッドを備えた半導体チップが搭載されたものである。Embodiment 3.
When the semiconductor chip is a switching element such as a MOSFET or IGBT, the surface of the semiconductor chip may be provided with a gate electrode pad for control in addition to the electrode pad. By applying a control signal to this gate electrode pad, the current flowing through the semiconductor chip can be controlled. The hermetically sealed semiconductor device of the third embodiment is mounted with a semiconductor chip having a gate electrode pad.
図10および図11は、本実施の形態の半導体チップの上面図である。図10および図11に示すように、本実施の形態の半導体チップ5は、電極パッド5aと同じ面にゲート電極パッド5cを備えている。ゲート電極パッド5cは、電極パッド5aと電気的に絶縁されており、半導体チップ5の端部の位置に形成されている。
10 and 11 are top views of the semiconductor chip of this embodiment. As shown in FIGS. 10 and 11,
図12は、本実施の形態に係る気密封止型半導体装置の断面模式図である。本実施の形態の気密封止型半導体装置1は、1つの半導体チップ5が電極パッド5aと同じ面にゲート電極パッド5cを備えている。ゲート電極パッド5cを備えた半導体チップ5に対応する通電部材6は、ゲート電極パッド5cに電力を供給するためのゲートピン7を備えている。ゲートピン7の一方の端部はゲート電極パッド5cに電気的に接続されている。ゲートピン7の他方の端部はゲート配線8に電気的に接続されている。ゲート配線8は、カバープレート3と枠体2との間から気密封止型半導体装置1の外部へ導出されている。ゲート配線8はカバープレート3とは電気的に絶縁されている。ゲート配線8は、半導体チップ5を流れる電流を制御するための制御信号をゲート電極パッド5cに伝送する。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a hermetically sealed semiconductor device according to this embodiment. In the hermetically sealed semiconductor device 1 of the present embodiment, one
図13は、本実施の形態の1つの通電部材の側面図である。図13に示す通電部材6は、ゲート電極パッド5cを備えた半導体チップ5に対応する通電部材である。複数の接続板63のうちの1つの接続板63は、ゲートピン7を固定するための腕部63bを備えている。ゲートピン7は、この腕部63bに固定されている。ゲートピン7の表面は絶縁部材7aで被覆されており、ゲートピン7は接続板63の腕部63bと電気的に絶縁されている。ゲートピン7の両端部は、スプリングピン7bであり、ゲート電極パッド5cおよびゲート配線と電気的に接続されている。覆い部材65には、ゲートピン7を貫通させるための穴が形成されており、覆い部材65とゲートピン7とは電気的に絶縁されている。なお、図13において、理解し易いように、覆い部材65のみ断面図で示している。
FIG. 13 is a side view of one conducting member of this embodiment. A conducting
このように構成された気密封止型半導体装置は、通電部材と電極パッドとが接触する部分およびゲートピンとゲート電極パッドとが接触する部分の外周を取り囲む覆い部材を備えているので、通電部材と電極パッドとが接触する部分およびゲートピンとゲート電極パッドとが接触する部分で発生する金属異物が半導体チップの終端部へ移動することを抑制することができる。その結果、金属異物に起因する絶縁不良を回避することができる。 The airtightly-sealed semiconductor device configured in this way includes a covering member surrounding the outer periphery of the portion where the conducting member contacts the electrode pad and the portion where the gate pin contacts the gate electrode pad. It is possible to suppress migration of metallic foreign matter generated at the portion where the electrode pad contacts and the portion where the gate pin and the gate electrode pad contact to the end portion of the semiconductor chip. As a result, it is possible to avoid insulation failure caused by metallic foreign matter.
実施の形態4.
図14は、実施の形態4の半導体チップの上面図である。本実施の形態の半導体チップ5は、電極パッド5aと同じ面にゲート電極パッド5cを備えている。ゲート電極パッド5cは、電極パッド5aと電気的に絶縁されており、半導体チップ5の中央の位置に形成されている。
FIG. 14 is a top view of the semiconductor chip of
図15は、本実施の形態の通電部材の断面図である。また、図16は、本実施の形態の通電部材の斜視図である。図16において、覆い部材65は省略されている。図15および図16に示すように、本実施の形態の通電部材6は、中央部にゲートピン7を貫通させるための貫通孔68を備えている。ゲートピン7は、貫通孔68を貫通して配置されている。このゲートピン7の表面は絶縁部材7aで被覆されており、ゲートピン7の両端部はスプリングピン7bである。ゲートピン7の一方の端部はゲート電極パッド5cに電気的に接続されている。ゲートピン7の他方の端部はゲート配線に電気的に接続されている。ゲートピン7は、通電部材6および覆い部材65とは電気的に絶縁されている。
FIG. 15 is a cross-sectional view of the current-carrying member of this embodiment. Moreover, FIG. 16 is a perspective view of the current-carrying member of this embodiment. In FIG. 16, the covering
このように構成された気密封止型半導体装置は、通電部材と電極パッドとが接触する部分およびゲートピンとゲート電極パッドとが接触する部分の外周を取り囲む覆い部材を備えているので、通電部材と電極パッドとが接触する部分およびゲートピンとゲート電極パッドとが接触する部分で発生する金属異物が半導体チップの終端部へ移動することを抑制することができる。その結果、金属異物に起因する絶縁不良を回避することができる。 The airtightly-sealed semiconductor device configured in this way includes a covering member surrounding the outer periphery of the portion where the conducting member contacts the electrode pad and the portion where the gate pin contacts the gate electrode pad. It is possible to suppress migration of metallic foreign matter generated at the portion where the electrode pad contacts and the portion where the gate pin and the gate electrode pad contact to the end portion of the semiconductor chip. As a result, it is possible to avoid insulation failure caused by metallic foreign matter.
実施の形態5.
図17は、実施の形態5の通電部材の断面図である。本実施の形態の通電部材6は、覆い部材65と下部圧接部材62の突出部62aとの間の空間に弾性を有する充填材69が充填されている。充填材69は電気絶縁性を有しており、充填材69の材質は例えばシリコーンゴムなどである。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a current-carrying member according to
このように構成された気密封止型半導体装置は、通電部材と電極パッドとが接触する部分で発生する金属異物の移動が充填材で遮られるので、金属異物が半導体チップの終端部へ移動することをさらに抑制することができる。その結果、金属異物に起因する絶縁不良を回避する効果が向上する。 In the airtightly-sealed semiconductor device configured in this manner, the filler blocks movement of foreign metal particles generated at the portion where the current-carrying member and the electrode pad are in contact with each other, so that the foreign metal particles move to the end portion of the semiconductor chip. can be further suppressed. As a result, the effect of avoiding insulation failure caused by metallic foreign matter is improved.
なお、本実施の形態において、充填材の充填領域が覆い部材と下部圧接部材の突出部との間の空間全体であったが、その一部でもよい。 In the present embodiment, the filling area of the filling material is the entire space between the cover member and the projecting portion of the lower pressing member, but it may be a part of the space.
また、実施の形態3および4に示したゲートピンを備えた気密封止型半導体装置において、覆い部材と下部圧接部材との間の空間に弾性を有する充填材を充填してもよい。この場合、充填材にはゲートピンを貫通させる貫通孔が必要となる。 In the airtightly sealed semiconductor device having the gate pin shown in the third and fourth embodiments, the space between the cover member and the lower pressing member may be filled with an elastic filler. In this case, the filler must have a through-hole for the gate pin to pass through.
実施の形態6.
図18は、実施の形態6の通電部材の断面図である。本実施の形態の通電部材6は、覆い部材65を可撓性を有する導電性部材で構成したものである。この導電性部材で構成された覆い部材65は、突出部62aの全周を覆い、さらに電極パッド5aと下部圧接部材62との接触面の外周を全て覆っている。また、この覆い部材65は、電極パッド5aの外縁部まで覆っている。この導電性部材で構成された覆い部材65は、気密封止型半導体装置を組み立てる際に、予め下部圧接部材62の突出部62aの周囲に成形することができる。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a current-carrying member according to
このように構成された気密封止型半導体装置は、通電部材と電極パッドとが接触する部分で発生する金属異物の移動が覆い部材65で遮られるので、金属異物が半導体チップの終端部へ移動することをさらに抑制することができる。その結果、金属異物に起因する絶縁不良を回避する効果が向上する。
In the airtightly-sealed semiconductor device constructed in this manner, the
また、実施の形態3および4に示したゲートピンを備えた気密封止型半導体装置において、本実施の形態で説明した導電性部材で構成された覆い部材を用いてもよい。この場合、導電性部材が電極パッド5aおよびゲート電極パッド5cと短絡しないように導電性部材にはゲートピンを貫通させる貫通孔が必要となる。
Moreover, in the airtightly sealed semiconductor device having the gate pin shown in the third and fourth embodiments, the covering member made of the conductive member described in the present embodiment may be used. In this case, the conductive member needs a through hole through which the gate pin passes so that the conductive member does not short-circuit the
本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、1つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。Although this application describes various exemplary embodiments, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may be limited to the application of particular embodiments. can be applied to the embodiments alone or in various combinations.
Therefore, countless modifications not illustrated are envisioned within the scope of the technology disclosed in the present application. For example, modification, addition or omission of at least one component, extraction of at least one component, and combination with components of other embodiments shall be included.
1 気密封止型半導体装置、2 枠体、3 カバープレート、4 ベースプレート、5 半導体チップ、5a 電極パッド、5b 終端部、5c ゲート電極パッド、6 通電部材、7 ゲートピン、7a 絶縁部材、7b スプリングピン、8 ゲート配線、61 上部圧接部材、62 下部圧接部材、63 接続板、63a 曲げ部、63b 腕部、64 ねじ、65 覆い部材、66 ばね材、67 緩衝部材、68 貫通孔、69 充填材。 1 hermetically sealed semiconductor device, 2 frame, 3 cover plate, 4 base plate, 5 semiconductor chip, 5a electrode pad, 5b termination portion, 5c gate electrode pad, 6 conducting member, 7 gate pin, 7a insulating member, 7b spring pin , 8 gate wiring, 61 upper pressure contact member, 62 lower pressure contact member, 63 connection plate, 63a bent portion, 63b arm portion, 64 screw, 65 cover member, 66 spring member, 67 buffer member, 68 through hole, 69 filler.
Claims (7)
この枠体の一方の開口部を閉塞するカバープレートと、
前記枠体の他方の開口部を閉塞するベースプレートと、
このベースプレートの前記カバープレートと対向する面に配置された半導体チップと、
この半導体チップの電極パッドと前記カバープレートとに対して加圧接触されて配置され、前記電極パッドと前記カバープレートとを電気的に接続する通電部材とを備えた気密封止型半導体装置であって、
前記通電部材は、前記電極パッドとの接触面の外周を覆う導電性の覆い部材を備えたことを特徴とする気密封止型半導体装置。a cylindrical frame;
a cover plate that closes one opening of the frame;
a base plate that closes the other opening of the frame;
a semiconductor chip arranged on a surface of the base plate facing the cover plate;
The airtightly sealed semiconductor device includes a current-carrying member disposed in pressure contact with the electrode pad of the semiconductor chip and the cover plate and electrically connecting the electrode pad and the cover plate. hand,
The airtightly sealed semiconductor device, wherein the current-carrying member includes a conductive cover member covering the outer periphery of the contact surface with the electrode pad.
前記通電部材は、一方の端部が前記ゲート電極パッドに電気的に接続され他方の端部がゲート配線に電気的に接続されたゲートピンを備え、前記ゲートピンと前記通電部材とは電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の気密封止型半導体装置。The semiconductor chip has a gate electrode pad formed on the same surface as the electrode pad, and the current-carrying member has one end electrically connected to the gate electrode pad and the other end 7. The hermetically sealed type according to any one of claims 1 to 6, further comprising a gate pin electrically connected to the gate wiring, wherein the gate pin and the current-carrying member are electrically insulated. semiconductor device.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/042508 WO2021084638A1 (en) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | Hermetically sealed semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2021084638A1 JPWO2021084638A1 (en) | 2021-05-06 |
| JP7123271B2 true JP7123271B2 (en) | 2022-08-22 |
Family
ID=75714942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021553948A Active JP7123271B2 (en) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | Hermetically sealed semiconductor device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7123271B2 (en) |
| WO (1) | WO2021084638A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023166726A1 (en) * | 2022-03-04 | 2023-09-07 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
| JP7595808B2 (en) * | 2022-03-04 | 2024-12-06 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor Test Equipment |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102521A (en) | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Hitachi Ltd | Insulated circuit board and semiconductor device using the same |
| JP2005502213A (en) | 2001-09-10 | 2005-01-20 | アーベーベー シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト | Power semiconductor module capable of pressure contact |
| JP2014216543A (en) | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 株式会社豊田中央研究所 | Semiconductor module |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4900165B2 (en) * | 2007-09-27 | 2012-03-21 | 三菱電機株式会社 | Power semiconductor module |
| JP6120704B2 (en) * | 2013-07-03 | 2017-04-26 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device |
| JP6559536B2 (en) * | 2015-10-22 | 2019-08-14 | 日本発條株式会社 | Power semiconductor device |
-
2019
- 2019-10-30 WO PCT/JP2019/042508 patent/WO2021084638A1/en not_active Ceased
- 2019-10-30 JP JP2021553948A patent/JP7123271B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001102521A (en) | 1999-09-29 | 2001-04-13 | Hitachi Ltd | Insulated circuit board and semiconductor device using the same |
| JP2005502213A (en) | 2001-09-10 | 2005-01-20 | アーベーベー シュヴァイツ アクチェンゲゼルシャフト | Power semiconductor module capable of pressure contact |
| JP2014216543A (en) | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 株式会社豊田中央研究所 | Semiconductor module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2021084638A1 (en) | 2021-05-06 |
| WO2021084638A1 (en) | 2021-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5701377B2 (en) | Power semiconductor module and power unit device | |
| US6181007B1 (en) | Semiconductor device | |
| WO2021144925A1 (en) | Semiconductor module | |
| EP1860697A2 (en) | Semiconductor device | |
| CN107180806B (en) | Power semiconductor module with housing | |
| JPWO2015174158A1 (en) | Power semiconductor modules and composite modules | |
| US12100631B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP6705394B2 (en) | Semiconductor module and inverter device | |
| US10312213B2 (en) | Power semiconductor device comprising a substrate and load current terminal elements | |
| JP7123271B2 (en) | Hermetically sealed semiconductor device | |
| KR20150111851A (en) | Power semiconductor device | |
| US10468372B2 (en) | Semiconductor apparatus | |
| JP6344197B2 (en) | Semiconductor device | |
| US20180068918A1 (en) | Power module | |
| JP7222822B2 (en) | semiconductor equipment | |
| JP2021158197A (en) | Power semiconductor module | |
| US12080613B2 (en) | Electronic component module | |
| JP6818636B2 (en) | Power semiconductor module | |
| JP7118259B2 (en) | semiconductor equipment | |
| JP2007329387A (en) | Semiconductor device | |
| JP4589009B2 (en) | Power semiconductor device | |
| JP7617954B2 (en) | Semiconductor device, its manufacturing method, and semiconductor package | |
| JP2016029688A (en) | Semiconductor device for power | |
| US20250157977A1 (en) | Semiconductor device | |
| JP6590123B1 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210903 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220712 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220809 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7123271 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |