功率半导体装置及其制造方法以及电力变换装置制造方法及图纸

在功率半导体装置中，在大芯片焊盘(2)等搭载有功率半导体元件(5a)。大芯片焊盘(2)经由引线台阶部与功率引线连结。在大芯片焊盘(2)中，在X轴方向隔开距离而放置第1端部(17aa)和第2端部(17bb)。引线台阶部在比第1端部(17aa)与第2端部(17bb)之间的中央线靠第1端部(17aa)的一侧从Y轴方向连结。在大芯片焊盘(2)中，以从第1端部(17aa)朝向第2端部(17bb)，大芯片焊盘(2)与模制树脂(11)的第1主面(11e)的距离变长的方式倾斜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率半导体装置及其制造方法以及电力变换装置
本专利技术涉及功率半导体装置及其制造方法以及电力变换装置，特别涉及具备具有搭载半导体元件的芯片焊盘(diepad)的引线框架的功率半导体装置、该功率半导体装置的制造方法以及应用该功率半导体装置的电力变换装置。
技术介绍
从工业设备到家电/信息终端，在所有产品中功率半导体装置得到普及。关于搭载于家电的模块，特别要求小型化。功率半导体装置由于处置高电压/大电流而发热量大，为了使决定的容量的电流通电，需要向外部高效地散热，并且保持与外部的电绝缘性。在功率半导体装置中，有将包括搭载有功率半导体元件等的芯片焊盘的引线框架与功率半导体元件等一起通过密封材料密封的功率半导体装置。作为公开该种功率半导体装置的专利文献的例子，有专利文献1以及专利文献2。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-33093号公报专利文献2：日本特开昭63-8414号公报
技术实现思路
在该种功率半导体装置中，通过将包括搭载有功率半导体元件等的芯片焊盘的引线框架配置到模具内，并在该模具内注入密封材料，利用密封材料密封功率半导体元件等。该手法还被称为传递模塑手法。在该传递模塑手法中，在将密封材料注入到模具内时，有时由于注入的密封材料，芯片焊盘引起变形。因此，根据芯片焊盘的变形的方式，覆盖芯片焊盘的密封材料的厚度有时变薄。在覆盖搭载有功率半导体元件等的芯片焊盘的密封材料的厚度变薄时，存在电绝缘性恶化的可能性。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，一个目的在于提供确保电绝缘性的功率半导体装置，另一目的在于提供这样的功率半导体装置的制造方法，又一目的在于提供应用这样的功率半导体装置的电力变换装置。本专利技术所涉及的功率半导体装置具备引线端子、第1芯片焊盘、第1半导体元件、第1悬吊引线以及密封材料。第1半导体元件搭载于第1芯片焊盘。第1悬吊引线与第1芯片焊盘连接，与引线端子连结。密封材料以使引线端子的一部分露出的方式，密封第1芯片焊盘、第1半导体元件以及第1悬吊引线。在第1芯片焊盘中，在第1方向隔开第1距离而放置第1端部以及第2端部。第1悬吊引线在比第1芯片焊盘中的第1端部与第2端部之间的中央靠第1端部侧，从与第1方向交叉的第2方向与第1芯片焊盘连接。第1芯片焊盘相对引线端子所处的与第1方向以及第2方向交叉的第3方向的第1位置，配置于覆盖第1芯片焊盘中的与搭载有第1半导体元件的一侧相反的一侧的密封材料的第1主面所处的一侧。第1芯片焊盘以第1芯片焊盘中的与搭载有第1半导体元件的一侧相反的一侧的部分至第1主面的密封材料的厚度从第1芯片焊盘中的第1端部的一侧朝向第2端部的一侧变厚的方式倾斜。本专利技术所涉及的一个功率半导体装置的制造方法具备以下的工序。形成引线框架。向引线框架搭载第1半导体元件。将引线框架，以使搭载有第1半导体元件的一侧朝上的状态，配置到具有下模具、上模具以及密封材料注入口的模具内。从密封材料注入口向模具内注入密封材料。拆下模具。形成引线框架的工序包括：形成如下部件的工序：引线端子、在第1方向隔开第1距离而放置第1端部和第2端部，搭载第1半导体元件的第1芯片焊盘、及在比第1芯片焊盘中的第1端部与第2端部之间的中央靠第1端部的一侧，从与第1方向交叉的第2方向与第1芯片焊盘连接，与引线端子连结的第1悬吊引线；以及通过对第1悬吊引线进行弯曲加工，将第1芯片焊盘配置到比引线端子所处的、与第1方向和第2方向交叉的第3方向的第1位置低的位置的工序。在将引线框架配置到模具内的工序中，密封材料注入口在第1位置的下侧配置于从第1方向朝向第1悬吊引线注入密封材料的位置。在向模具内注入密封材料的工序中，从密封材料注入口注入到模具内的密封材料包含填充到第1芯片焊盘与下模具之间的密封材料第1部和填充到第1芯片焊盘与上模具之间的密封材料第2部，在填充密封材料第1部和密封材料第2部时，以通过密封材料第1部使第1芯片焊盘的第2端部的一侧相对连接有第1悬吊引线的第1芯片焊盘的第1端部的一侧抬起，使第2端部的一侧相对第1端部的一侧朝上的方式，使第1芯片焊盘倾斜。本专利技术所涉及的另一功率半导体装置的制造方法具备以下的工序。形成引线框架。向引线框架搭载第1半导体元件。将引线框架，以使搭载有第1半导体元件的一侧朝上的状态，配置到具有下模具、上模具以及密封材料注入口的模具内。从密封材料注入口向模具内注入密封材料。拆下模具。形成引线框架的工序包括：形成如下部件的工序：引线端子、在第1方向隔开第1距离而放置第1端部和第2端部，搭载第1半导体元件的第1芯片焊盘、及在比第1芯片焊盘中的第1端部与第2端部之间的中央靠第1端部的一侧，从与第1方向交叉的第2方向与第1芯片焊盘连接，与引线端子连结的第1悬吊引线；以及通过对第1悬吊引线进行弯曲加工，将第1芯片焊盘配置到比引线端子所处的、与第1方向和第2方向交叉的第3方向的第1位置低的位置的工序。在将引线框架配置到模具内的工序中，密封材料注入口在第1位置的下侧配置于从第1方向朝向第1悬吊引线注入密封材料的位置。形成引线框架的工序包括形成从引线端子向第2方向突出，并且相对第1悬吊引线配置于第1芯片焊盘的第1端部的一侧的第1突出引线的工序。在向模具内注入密封材料的工序中，在从第1方向观察时，从配置于第1突出引线的下侧的密封材料注入口注入密封材料。本专利技术所涉及的电力变换装置具备：主变换电路，具有上述功率半导体装置，变换被输入的电力而输出；以及控制电路，将控制主变换电路的控制信号输出给主变换电路。根据本专利技术所涉及的功率半导体装置，搭载有第1半导体元件的第1芯片焊盘以第1芯片焊盘中的与搭载有第1半导体元件的一侧相反的一侧的部分至第1主面的密封材料的厚度从第1芯片焊盘中的第1端部的一侧朝向第2端部的一侧变厚的方式倾斜。由此，能够确保功率半导体装置的电绝缘性。根据本专利技术所涉及的一个功率半导体装置的制造方法，在填充密封材料第1部和密封材料第2部时，以通过密封材料第1部使第1芯片焊盘的第2端部的一侧相对连接有第1悬吊引线的第1芯片焊盘的第1端部的一侧抬起，使第2端部的一侧相对第1端部的一侧朝上的方式，使第1芯片焊盘倾斜。由此，能够制造能够确保电绝缘性的功率半导体装置。根据本专利技术所涉及的其他功率半导体装置的制造方法，在向模具内注入密封材料的工序中，在从第1方向观察时，从配置于第1突出引线的下侧的密封材料注入口注入密封材料。由此，能够制造能够确保电绝缘性的功率半导体装置。根据本专利技术所涉及的电力变换装置，通过应用上述功率半导体装置，能够得到绝缘性高的电力变换装置。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的功率半导体装置的俯视图。图2是在该实施方式中图1所示的沿剖面线II-II的剖面图。图3是用于说明在该实施方式中大芯片焊盘以及小芯片焊盘的配置关系的部分俯视图。图4是用于说明在该实施方式中大芯片焊盘以及小芯片焊盘的配置关系的部分立体图。图5是示出在该实施方式中功率半导体装置的制造方法的一个工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体装置，具有：/n引线端子；/n第1芯片焊盘；/n第1半导体元件，搭载于所述第1芯片焊盘；/n第1悬吊引线，与所述第1芯片焊盘连接，与所述引线端子连结；以及/n密封材料，以露出所述引线端子的一部分的方式，密封所述第1芯片焊盘、所述第1半导体元件及所述第1悬吊引线，/n在所述第1芯片焊盘中，在第1方向隔开第1距离而放置第1端部以及第2端部，/n所述第1悬吊引线在比所述第1芯片焊盘中的所述第1端部与所述第2端部之间的中央靠所述第1端部的一侧，从与所述第1方向交叉的第2方向与所述第1芯片焊盘连接，/n所述第1芯片焊盘相对所述引线端子所处的、与所述第1方向以及所述第2方向交叉的第3方向的第1位置，配置于覆盖所述第1芯片焊盘中的与搭载有所述第1半导体元件的一侧相反的一侧的所述密封材料的第1主面所处的一侧，/n所述第1芯片焊盘以使所述第1芯片焊盘中的与搭载有所述第1半导体元件的一侧相反的一侧的部分至所述第1主面的所述密封材料的厚度从所述第1芯片焊盘中的所述第1端部的一侧朝向所述第2端部的一侧变厚的方式倾斜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180509 JP 2018-0904871.一种功率半导体装置，具有：
引线端子；
第1芯片焊盘；
第1半导体元件，搭载于所述第1芯片焊盘；
第1悬吊引线，与所述第1芯片焊盘连接，与所述引线端子连结；以及
密封材料，以露出所述引线端子的一部分的方式，密封所述第1芯片焊盘、所述第1半导体元件及所述第1悬吊引线，
在所述第1芯片焊盘中，在第1方向隔开第1距离而放置第1端部以及第2端部，
所述第1悬吊引线在比所述第1芯片焊盘中的所述第1端部与所述第2端部之间的中央靠所述第1端部的一侧，从与所述第1方向交叉的第2方向与所述第1芯片焊盘连接，
所述第1芯片焊盘相对所述引线端子所处的、与所述第1方向以及所述第2方向交叉的第3方向的第1位置，配置于覆盖所述第1芯片焊盘中的与搭载有所述第1半导体元件的一侧相反的一侧的所述密封材料的第1主面所处的一侧，
所述第1芯片焊盘以使所述第1芯片焊盘中的与搭载有所述第1半导体元件的一侧相反的一侧的部分至所述第1主面的所述密封材料的厚度从所述第1芯片焊盘中的所述第1端部的一侧朝向所述第2端部的一侧变厚的方式倾斜。


2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，
具备在所述引线端子所处的所述第1位置从所述引线端子向所述第2方向突出的第1突出引线，
所述第1突出引线相对所述第1悬吊引线，配置于所述第1芯片焊盘的所述第1端部的一侧。


3.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，
所述第1芯片焊盘以使所述第1芯片焊盘中的与搭载有所述第1半导体元件的一侧相反的一侧的部分至所述密封材料的所述第1主面的所述密封材料的厚度从所述第1芯片焊盘与所述第1悬吊引线连接的一侧朝向在所述第2方向远离的一侧变厚的方式倾斜。


4.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，具有：
第2芯片焊盘；
第2半导体元件，搭载于所述第2芯片焊盘；以及
第2悬吊引线，与所述第2芯片焊盘连接，与所述引线端子连结，
在所述第2芯片焊盘中，在所述第1方向隔开第2距离而放置第3端部以及第4端部，
所述第2悬吊引线在比所述第2芯片焊盘中的所述第3端部与所述第4端部之间的中央靠所述第3端部的一侧，从所述第2方向与所述第2芯片焊盘连接，
所述第2芯片焊盘相对所述引线端子所处的所述第3方向的所述第1位置，配置于覆盖所述第2芯片焊盘中的与搭载有所述第2半导体元件的一侧相反的一侧的所述密封材料的所述第1主面所处的一侧，
所述第2芯片焊盘以使所述第2芯片焊盘中的与搭载有所述第2半导体元件的一侧相反的一侧的部分至所述第1主面的所述密封材料的厚度从所述第2芯片焊盘中的所述第3端部的一侧朝向所述第4端部的一侧变厚的方式倾斜，
所述第1芯片焊盘在所述第1方向具有第1宽度，
所述第2芯片焊盘在所述第1方向具有比所述第1宽度短的第2宽度，
所述密封材料包括在所述第1方向隔开比所述第1距离长的第2距离而相互对置的第1侧部以及第2侧部，
所述第1芯片焊盘配置于所述第1侧部的一侧，
所述第2芯片焊盘相对所述第1芯片焊盘，配置于所述第2侧部的一侧。


5.根据权利要求4所述的功率半导体装置，其中，
所述第2芯片焊盘包括弯曲部，该弯曲部以具有在所述第1方向延伸的第1方向分量和在所述第2方向延伸的第2方向分量的方式弯曲，
所述弯曲部与所述第2悬吊引线连接。


6.根据权利要求4所述的功率半导体装置，其中，
具备在所述引线端子所处的所述第1位置从所述引线端子向所述第2方向突出的第2突出引线，
所述第2突出引线相对所述第2悬吊引线，配置于所述第2芯片焊盘的所述第3端部的一侧。


7.根据权利要求4所述的功率半导体装置，其中，
所述第2芯片焊盘以使所述第2芯片焊盘中的与搭载有所述第2半导体元件的一侧相反的一侧的部分至所述密封材料的所述第1主面的所述密封材料的厚度从所述第2芯片焊盘与所述第2悬吊引线连接的一侧朝向在所述第2方向远离的一侧变厚的方式倾斜。


8.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，具备：
第3芯片焊盘；以及
第3半导体元件，搭载于所述第3芯片焊盘，
所述密封材料包括：
第3侧部及第4侧部，在所述第2方向隔开第3距离相互对置；以及
第2主面，与所述第1主面对置，
所述第1芯片焊盘沿着所述第3侧部配置，
所述第3芯片焊盘沿着所述第4侧部配置，
所述第3芯片焊盘相对所述第1芯片焊盘，配置于所述第2主面的一侧。


9.根据权利要求4所述的功率半导体装置，其中，
在所述第1芯片焊盘以及所述第2芯片焊盘中的相互对置的端部，设置有锥形部。


10.根据权利要求4所述的功率半导体装置，其中，
在所述第1芯片焊盘以及所述第2芯片焊盘中的相互对置的端部，设置有弯曲部。


11.一种功率半导体装置的制造方法，具备：
形成引线框架的工序；
向所述引线框架搭载第1半导体元件的工序；
将所述引线框架以使搭载有所述第1半导体元件的一侧朝上的状态配置到具有下模具、上模具及密封材料注入口的模具内的工序；
从所述密封材料注入口向所述模具内注入密封材料的工序；以及
拆下所述模具的工序，
形成所述引线框架的工序包括：
形成如下部件的工序：
引线端子、
在第1方向隔开第1距离而放置第1端部和第2端部，搭载所述第1半导体元件的第1芯片焊盘、及

【专利技术属性】
技术研发人员：岩井贵雅，须藤进吾，铃木裕一郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP