特開 2024-155439 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024155439

(43)【公開日】2024-10-31

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/29 20060101AFI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01L23/36 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070150

(22)【出願日】2023-04-21

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】横山 脩平

(72)【発明者】

【氏名】柴田 祥吾

【テーマコード（参考）】

5F136

【Ｆターム（参考）】

5F136BB18

5F136DA04

5F136DA27

5F136GA35

(57)【要約】

【課題】 リードフレームと放熱用金属板との間に樹脂が十分に充填された半導体装置を提供する。
【解決手段】 半導体装置は、ヒートシンクと、ヒートシンクの上側に離隔して設けられたダイパッドと、ダイパッドのヒートシンクと対向する面と反対側の面に設けられたパワーチップと、ヒートシンクの一部、ダイパッド及びパワーチップを封止するモールド樹脂と、を備え、ヒートシンクのダイパッドに対向する面は、ダイパッドと重なる領域で、かつ、パワーチップと重ならない領域で、ダイパッドを含む平面から離れるように形成された流動促進部を含む。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートシンクと、
前記ヒートシンクの上側に離隔して設けられたダイパッドと、
前記ダイパッドの前記ヒートシンクと対向する面と反対側の面に設けられたパワーチップと、
前記ヒートシンクの一部、前記ダイパッド及び前記パワーチップを封止するモールド樹脂と、
を備え、
前記ヒートシンクの前記ダイパッドに対向する面は、前記ダイパッドと重なる領域で、かつ、前記パワーチップと重ならない領域で、前記ダイパッドを含む平面から離れるように形成された流動促進部を含むことを特徴とする
半導体装置。

【請求項2】

前記モールド樹脂の外形部には、他の前記モールド樹脂の樹脂とは光沢が異なる、又は凹みや突起により前記外形部の表面とは高さが異なるゲート痕が設けられており、前記ヒートシンクの前記流動促進部は、前記ゲート痕が設けられた側と反対側の位置に設けられていることを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記パワーチップを複数備え、
前記ヒートシンクの前記ダイパッドの側の面は、複数の前記ダイパッドの間に対応する位置において、前記ダイパッドを含む平面から離れるように形成された窪み部を含むことを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記ヒートシンクの上側に離隔して設けられ、前記ダイパッドを有するリードフレームは、前記モールド樹脂から露出した端子部と、前記端子部と前記ダイパッドとを接続する曲げ部と、を有し、
前記端子部を含む面は、前記ダイパッドを含む面よりも前記ヒートシンクから離れた位置に設けられ、
前記ヒートシンクは、平面視で前記曲げ部と重なる領域に前記リードフレームの前記曲げ部に沿った傾斜部を有することを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記リードフレームは、前記曲げ部にスリットを有することを特徴とする
請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記パワーチップは、ＲＣ－ＩＧＢＴを含むことを特徴とする
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記パワーチップ及びダイオード素子がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする
半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モールド成形された半導体装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来技術では、半導体素子と、リードフレームと、放熱用金属板とを備え、半導体素子、リードフレーム、及び放熱用金属板がモールドされた半導体装置が開示されている。（例えば、特許文献１。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－１４８５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術では、樹脂によって半導体素子を封入する際、リードフレームと放熱用金属板との間が狭い場合に、樹脂が未充填となるおそれがあるという課題があった。

【0005】

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、リードフレームと放熱用金属板との間に樹脂が十分に充填された半導体装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る半導体装置は、ヒートシンクと、ヒートシンクの上側に離隔して設けられたダイパッドと、ダイパッドのヒートシンクと対向するメント反対側の面に設けられたパワーチップと、ヒートシンクの一部、ダイパッド及びパワーチップを封止するモールド樹脂と、を備え、ヒートシンクのダイパッドに対向する面は、ダイパッドと重なる領域で、かつ、パワーチップと重ならない領域で、パワーチップを含む平面から離れるように形成された流動促進部を含むものである。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る半導体装置によれば、リードフレームとヒートシンクとの間が狭い場合であっても、リードフレームと放熱用金属板との間に樹脂を十分に充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施の形態１に係る半導体装置の上面模式図である。

【図2】本開示の実施の形態１に係る半導体装置の側面図である。

【図3】本開示の実施の形態１に係る半導体装置の側面図である。

【図4】本開示の実施の形態１に係る半導体装置のヒートシンクの拡大図である。

【図5】本開示の実施の形態２に係る半導体装置の側面図である。

【図6】本開示の実施の形態３に係る半導体装置の上面図である。

【図7】本開示の実施の形態３に係る半導体装置の側面図である。

【図8】本開示の実施の形態３に係る半導体装置の側面図である。

【図9】本開示の実施の形態４に係る半導体装置の上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的に示されたものであり、異なる図面にそれぞれ示されているサイズ及び位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されたものではなく、適宜変更され得る。また、以下の説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称及び機能も同一又は同様のものとする。よって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。

【0010】

実施の形態１．
実施の形態１における半導体装置１０１について、図１から図４を用いて説明する。図１は実施の形態１に係る半導体装置１０１の上面模式図である。

【0011】

図１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１０１は、複数のパワーチップ（スイッチング素子）１と、複数のパワーチップ１にそれぞれ電気的に接続された複数のフリーホイールダイオード（ダイオード素子）３と、パワーチップ１の高圧側に電気的に接続された高圧ＩＣ４と、パワーチップ１の低圧側に電気的に接続された低圧ＩＣ５と、少なくとも一部が高圧ＩＣ４と電気的に接続されたブートストラップ回路を形成するダイオード（ブートストラップダイオード）２と、パワーチップ１、ダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５の各素子が設置されたリードフレーム６と、各素子を電気的に接続する複数のワイヤ７と、を含む。

【0012】

リードフレーム６は、図１に点線で示しており複数の部材を合わせてリードフレーム６としている。すなわち、リードフレーム６はパワーチップ１が載置されるダイパッド８及びそれ以外の部分を含む。パワーチップ１は、ダイパッド８の上面に設けられる。リードフレーム６のダイパッド８以外の部分としては、例えば、ダイオード２、高圧ＩＣ４及び低圧ＩＣ５がそれぞれ設けられる部分、端子として機能する部分等がある。

【0013】

パワーチップ１、ブートストラップダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、及び低圧ＩＣ５は、それぞれリードフレーム６の上面に設けられる。図１に示すように、パワーチップ１は、リードフレーム６の上面に、例えば、図面上下方向に６個設けられる。

【0014】

ダイパッド８は、例えば、複数設けられる。図１では、ダイパッド８が４つ図面上下方向に設けられており、上部のダイパッド８のみ３つのパワーチップ１を有し、それ以外のダイパッド８についてはそれぞれ１つのパワーチップ１を有している。フリーホイールダイオード３は、リードフレーム６の上面に、例えば、図面上下方向に６個設けられる。

【0015】

なお、フリーホイールダイオード３は、パワーチップ１が設置される位置に対応して設けられており、上述した複数のダイパッド８にパワーチップ１と同じ数だけ設けられている。ブートストラップダイオード２は、リードフレーム６のダイパッド８とは異なる部分の上面に、例えば、３個設けられる。

【0016】

図１に示すように、本実施の形態の半導体装置１０１は、半導体素子として、例えば、パワーチップ１とフリーホイールダイオード３とが一体となったＲＣ－ＩＧＢＴを含む。なお、半導体素子はＲＣ－ＩＧＢＴでなくてもよい。

【0017】

高圧ＩＣ４は、リードフレーム６のダイパッド８とは異なる部分の上面に、例えば、１個設けられる。低圧ＩＣ５は、リードフレーム６のダイパッド８とは異なる部分の上面に、例えば、１個設けられる。本実施の形態においては、高圧ＩＣ４及び低圧ＩＣ５は同一のリードフレーム６に設けられている。なお、図１において、パワーチップ１、ダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５の各素子については、図面の見かけの簡便さのため一部の素子のみ符号を付している。

【0018】

複数のワイヤ７は、ブートストラップダイオード２とリードフレーム６とを電気的に接続する。また、ワイヤ７は高圧ＩＣ４とリードフレーム６とを電気的に接続する。また、ワイヤ７は、高圧ＩＣ４とパワーチップ１とを電気的に接続する。また、ワイヤ７は、低圧ＩＣ５とリードフレーム６とを電気的に接続する。また、ワイヤ７は、低圧ＩＣ５とパワーチップ１とを電気的に接続する。また、ワイヤ７は、パワーチップ１とフリーホイールダイオード３とを電気的に接続する。また、ワイヤ７は、フリーホイールダイオード３とリードフレーム６とを電気的に接続する。なお、図１においてパワーチップ１、ダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５の各素子を接続している線状の構成はすべてワイヤ７を示しており、図面の見かけの簡便さのため一部のワイヤ７にのみ符号を付してある。

【0019】

図１に示すように、パワーチップ１、ダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５の各素子及びリードフレーム６の一部はモールド樹脂１０によって封止されている

【0020】

図２は実施の形態１に係る半導体装置１０１の側面図である。図２は、図１の紙面下方向（図１の方向Ａ）から見た半導体装置１０１の側面に対応する図である。図２に示すように、半導体装置１０１はリードフレーム６の各素子が設けられている側とは異なる側にヒートシンク９を含む。すなわち、ヒートシンク９はリードフレーム６の下面側に設けられる。ヒートシンク９はリードフレーム６のうち特にダイパッド８の下面に対応する位置に設けられる。ヒートシンク９はパワーチップ１で発生した熱を受け取り、半導体装置１０１の外に放熱する。

【0021】

パワーチップ１は、リードフレーム６に含まれるダイパッド８の上面に設けられる。すなわち、パワーチップ１は、ダイパッド８のヒートシンク９と対向する面と反対側の面に設けられる。

【0022】

パワーチップ１、ブートストラップダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５、リードフレーム６の一部、ワイヤ７、及びヒートシンク９の一部は、モールド樹脂１０で封止される。

【0023】

すなわち、パワーチップ１、ブートストラップダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５、及びワイヤ７は、全体がモールド樹脂１０で封止される。一方、リードフレーム６及びヒートシンク９は、一部がモールド樹脂１０から露出している。

【0024】

半導体装置１０１の下面には、図示しないフィンが設けられる。フィンは半導体装置１０１の冷却を行う。図２に示すように、ヒートシンク９は、フィンを取り付けるフィン取付け面１１である下面が、モールド樹脂１０から露出している。

【0025】

フィンは半導体装置１０１の下面において、ヒートシンク９及びモールド樹脂１０と接して設けられている。リードフレーム６とフィンとは、モールド樹脂１０によって電気的に絶縁される。

【0026】

リードフレーム６とヒートシンク９との間に、絶縁層１４が設けられる。絶縁層１４は、リードフレーム６とヒートシンク９とを絶縁する。絶縁層１４は、モールド樹脂１０を充填する際に、モールド樹脂１０と一体に成型される。

【0027】

リードフレーム６とヒートシンク９は予め定められた一定の距離を保った状態で離れている。すなわち、リードフレーム６は、ヒートシンク９の上側に離隔して設けられる。よって、リードフレーム６に含まれるダイパッド８は、ヒートシンク９の上側に離隔して設けられる。ダイパッド８とヒートシンク９との間に、モールド樹脂１０が流し込まれる。ダイパッド８が含まれる面とヒートシンク９が含まれる面が平行であることが望ましい。リードフレーム６が含まれる面とヒートシンク９が含まれる面が平行であることにより、パワーチップ１及びフリーホイールダイオード３の放熱について均等な放熱効果が得られる。

【0028】

モールド樹脂１０は、例えば、図２の紙面手前側から充填される。

【0029】

図１に示すように、リードフレーム６はモールド樹脂１０から露出した端子部２０を含む。リードフレーム６は、例えば、図１の左右方向の２面から露出している。リードフレーム６のうち、モールド樹脂１０から露出している端子部２０がリード端子として機能する。

【0030】

ブートストラップダイオード２が設けられるリードフレーム６に近い面、すなわち、図１の左側の面から露出しているリード端子が制御側端子である。また、パワーチップ１が設けられるリードフレーム６が位置する面、すなわち、図１の右側の面から露出している端子部２０がリード端子としてのパワー側端子である。

【0031】

制御側端子とパワー側端子とは、図１に示すように、例えば、別の面から露出するように設けられる。

【0032】

なお、リードフレーム６は、図１に示す面とは別の面から露出していてもよい。また、全体がモールド樹脂１０で封止されるリードフレーム６が存在してもよい。

【0033】

モールド樹脂１０は、例えば、図１に示すＡ方向に充填される。モールド樹脂１０は、半導体装置の製造時において、図示しない金型の内部にパワーチップ１、ダイオード２、フリーホイールダイオード３、高圧ＩＣ４、低圧ＩＣ５の各素子及びリードフレーム６の一部を設置し、熱した流動性のあるモールド樹脂１０を金型内に注入する。金型におけるモールド樹脂１０の注入口は図１の方向Ａが示された側面、すなわち図２で示された側面、及び図３に示すＡ方向の側に存在すればよく形状、位置は問わない。

【0034】

図３は実施の形態１に係る半導体装置１０１の側面図である。図３に示すように、パワーチップ１の下側にリードフレーム６を介してヒートシンク９が設けられる。図３において、リードフレーム６のうちパワーチップ１が設置される部分は、特に、ダイパッド８である。

【0035】

図４は実施の形態１に係る半導体装置１０１のヒートシンク９の拡大図である。図４は、図３における紙面右側の一点鎖線で囲まれた部分を拡大して示したものである。

【0036】

図４に示すように、ヒートシンク９は、ヒートシンク９の上面の中央部から端部にかけて、徐々にパワーチップ１を含む平面から離れるように形成される流動促進部１２を含む。すなわち、ヒートシンク９のダイパッド８に対向する面である上面は、平面視において、ダイパッド８と重なる領域で、かつ、パワーチップ１はと重ならない領域で、ダイパッド８を含む平面から離れるように形成された流動促進部１２を有する。流動促進部１２は、曲線形状、いわゆるＲ形状でもよい。また、流動促進部１２は、直線形状でもよい。

【0037】

図４に示すように、流動促進部１２は、パワーチップ１の下面に対応する位置には設けられていない。図４に示す破線は、パワーチップ１が設けられている領域の端を示している。流動促進部１２は、ヒートシンク９のうち、破線よりも端に近い位置、すなわち、図４の破線よりも紙面右側に設けられている。すなわち、ヒートシンク９のリードフレーム６に対向する面は、パワーチップ１に対応する領域の外側で、かつ、リードフレーム６の端部に対向する位置において、パワーチップ１を含む平面から離れるように形成された流動促進部１２を含んでいる。ここで、ヒートシンク９のパワーチップ１に対応する領域とは、例えば、図４の上側、すなわち、半導体装置をパワーチップ１が設置された側から見た際、パワーチップ１によって隠れるヒートシンク９の領域である。

【0038】

また、ヒートシンク９のうち、パワーチップ１の下面に対応する位置、すなわち、図４の破線で挟まれた領域において、ヒートシンク９は平らである。すなわち、ヒートシンク９の上面はパワーチップ１を含む平面と平行である。

【0039】

流動促進部１２は、パワーチップ１の下面に対応する位置、すなわち、パワーチップが存在する領域の真下の位置には設けられていない。言い換えれば、ヒートシンク９のうち、パワーチップ１の下面に対応する位置はパワーチップ１を含む平面と平行であることで、パワーチップ１とヒートシンク９とが離れることを防ぐことができるので、放熱性能が悪化することを防ぐことができる。

【0040】

一方、流動促進部１２のリードフレーム６との位置関係について、流動促進部１２は、ヒートシンク９の流動促進部１２と対向する位置、すなわち、図４の上側、すなわち、半導体装置をパワーチップ１が設置された側から見た際、リードフレーム６の端部の直下の領域を含む。

【0041】

流動促進部１２は、リードフレーム６の端部の直下の領域にすべて含まれてもよいし、流動促進部１２の一部が、リードフレーム６の端部の直下よりも外側に存在していてもよい。すなわち、流動促進部１２が形成されたヒートシンク９の領域の上面方向においてリードフレーム６の端部が含まれればよい。

【0042】

流動促進部１２が形成されたヒートシンク９の領域の上面方向においてリードフレーム６の端部が含まれることにより、ヒートシンク９の大型化を回避できるとともに、パワーチップ１の放熱効率を最大化することが可能となる。

【0043】

先に述べた通り、本実施の形態において、モールド樹脂１０は、図３に示すＡ方向に充填される。すなわち、図３の紙面左側から充填される。つまり、モールド樹脂１０の充填口が図３の紙面左側に設けられている。

【0044】

モールド樹脂１０の外形部には、他のモールド樹脂１０の樹脂とは光沢が異なるゲート痕が設けられている。又は、モールド樹脂１０の外形部には、凹みや突起により外形部の表面とは高さが異なるゲート痕が設けられている。

【0045】

モールド樹脂１０の外形部とは、モールド樹脂１０の表面のことである。すなわち、モールド樹脂１０が半導体装置１０１から露出している面を指す。ゲート痕とは、モールド樹脂１０を注入する注入口に残る痕である。

【0046】

流動促進部１２は、モールド樹脂１０が充填される面とは反対側の面に近い端部に設けられる。すなわち、ヒートシンク９のうち、モールド樹脂１０が到達するのが最も遅い面の端部に設けられる。すなわち、ヒートシンク９の流動促進部１２は、ゲート痕が設けられた側と反対側の位置に設けられている。

【0047】

モールド樹脂１０を充填する際に、充填口から遠いところでは、充填口から近いところに比べ、モールド樹脂１０の圧力が小さくなる。ヒートシンク９のうち、モールド樹脂１０が到達するのが最も遅い面の端部に流動促進部１２を設けることで、余分なモールド樹脂１０半導体装置１０１の外に押し出されるときの出口を広くすることができるため、モールド樹脂１０の流動性を上げることができる。

【0048】

モールド樹脂１０の流動性を上げることができると、モールド樹脂１０を充填する際に発生する樹脂ボイドを半導体装置１０１の外部に押し出すことが可能となる。樹脂ボイドを押し出せることにより、リードフレーム６とヒートシンク９との間が狭い場合、すなわち、絶縁層１４が薄い場合でも、リードフレーム６とヒートシンク９との間にモールド樹脂１０を十分充填することができ、放熱性及び絶縁性を向上させることができる。

【0049】

なお、モールド樹脂１０は、図３の紙面左側から充填されることに限られない。また、流動促進部１２は、モールド樹脂１０が到達するのが最も遅い面の端部に設けられることに限られない。

【0050】

例えば、流動促進部１２が、モールド樹脂１０が充填される面に近い面に設けられる場合にも、モールド樹脂１０の流動性を上げることができる。

【0051】

半導体装置１０１は、トランスファーモールド法で成型される。また、半導体装置１０１は大電力用途で使用される。

【0052】

なお、ブートストラップダイオード２は設けられていなくてもよい。また、リードフレーム６は一部が曲げられていてもよいし、曲げられていなくてもよい。

【0053】

実施の形態２．
実施の形態２における半導体装置１０２について図５を用いて説明する。実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。また、図５において図１から４と同一の符号は同一又は相当部分を示す。

【0054】

図５は実施の形態２に係る半導体装置１０２の側面図である。図２は、図１の紙面左方向から見た側面に対応する図である。本実施の形態に係る半導体装置１０２のヒートシンク２１は、図５に示すように、複数の窪み部２２を有する点が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１のヒートシンク９と異なる点を中心に説明する。

【0055】

図５に示すように、ヒートシンク２１のダイパッド８の側の面、すなわち、ヒートシンク２１の上面は、複数のダイパッド８の間に対応する位置おいて、徐々にパワーチップ１を含む平面から離れるように形成される窪み部２２を有する。図５において、複数の窪み部２２を四角点線で示している。窪み部２２は、例えば、ダイパッド８同士の間の数に対応するように３個設けられる。すなわち、ダイパッド８の個数よりも１つ少ない個数設けられる。なお、ヒートシンク２１に設けられる窪み部２２は、ダイパッド８の個数に限らなくてもよい。例えば、１個であればよい。

【0056】

本実施の形態において、半導体装置の製造時において、モールド樹脂１０は、パワーチップ１が並べられる方向、すなわち、ダイパッド８が並べられる方向に充填される。言い換えると、モールド樹脂１０は、複数の窪み部２２が並べられる方向に充填される。つまり、モールド樹脂１０は、図５の紙面左側又は紙面右側から充填される。樹脂が充填される方向は、図５に示すＡ方向又はＢ方向である。

【0057】

複数のダイパッド８の間に対応する位置において、窪み部２２が設けられることで、リードフレーム６とヒートシンク２１との間のうち、ダイパッド８の下面に対応する位置においても、モールド樹脂１０の流動性が向上する。モールド樹脂１０の流動性が向上するため、モールド樹脂１０を充填する際に発生する樹脂ボイドを半導体装置１０２の外に押し出すことが容易になる。

【0058】

樹脂ボイドを半導体装置１０２の外に押し出すことが容易になることで、リードフレーム６とヒートシンク２１との間にモールド樹脂１０を十分充填することができる。すなわち、モールド樹脂１０が十分充填された絶縁層１４を形成することができる。

【0059】

窪み部２２は、複数のダイパッド８の間に設けられており、パワーチップ１の下面に対応する位置には設けられていない、すなわち、ヒートシンク２１のうち、パワーチップ１の下面に対応する位置はパワーチップ１を含む平面と平行である。

【0060】

窪み部２２が、パワーチップ１の下面に対応する位置には設けられていないことで、パワーチップ１とヒートシンク２１とが離れることを防ぐことができるので、放熱性能が悪化することを防ぐことができる。

【0061】

実施の形態３．
実施の形態３における半導体装置１０３について図６から８を用いて説明する。実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。また、図６から８において図１から５と同一の符号は同一又は相当部分を示す。

【0062】

本実施の形態に係る半導体装置１０３は、ヒートシンク３１が傾斜部３２を有し、リードフレーム３３が曲げ部３４を有する点が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

【0063】

図６は実施の形態３に係る半導体装置１０３の上面図である。本実施の形態に係る半導体装置１０３のリードフレーム３３は、図６に示すように、曲げ部３４を有する。曲げ部３４は、リードフレーム３３のうち、モールド樹脂１０から露出している端子部２０とダイパッド８との間に設けられている。すなわち、曲げ部３４は、端子部２０とダイパッド８とを接続する。

【0064】

本実施の形態において、モールド樹脂１０は、例えば、図６に示すＣ方向に充填される。すなわち、図６の紙面右側から充填される。

【0065】

図７は実施の形態３に係る半導体装置１０３の側面図である。図７は、図６の紙面下方向から見た側面に対応する図である。

【0066】

図７に示すように、リードフレーム３３は、端子部２０から、ダイパッド８にかけて、ヒートシンク３１の下面に近づくよう傾斜している曲げ部３４を有する。曲げ部３４は、例えば、リードフレーム３３のうち、リード端子１５とダイパッド８との間の一部に設けられる。ここで、端子部２０を含む面は、ダイパッド８を含む面よりもヒートシンク３１から離れた位置に設けられている。

【0067】

ヒートシンク３１は、リードフレーム３３の曲げ部３４に沿うような傾斜部３２を有する。言い換えると、リードフレーム３３の曲げ部３４は、ヒートシンク３１の傾斜部３２に沿うように形成されている。傾斜部３２は、ヒートシンク３１のうち、平面視で曲げ部３４と重なる領域に設けられる。

【0068】

モールド樹脂１０は、図７に示すＣ方向に充填される。すなわち、図７の紙面右側から充填される。

【0069】

ヒートシンク３１の傾斜部３２及びリードフレーム３３の曲げ部３４は、モールド樹脂１０が充填される方向に対して、徐々にフィン取付け面１１に近づくように傾斜しているため、絶縁層１４において、モールド樹脂１０が流れやすくなる。

【0070】

絶縁層１４において、モールド樹脂１０の流速が増し、流動性が向上することで、モールド樹脂１０充填性が向上する。よって、絶縁層１４が薄い場合でも、リードフレーム６とヒートシンク９との間にモールド樹脂１０を十分充填することができ、放熱性及び絶縁性を向上させることができる。

【0071】

図８は実施の形態３に係る半導体装置１０３の側面図である。図８は、図６の紙面右方向、すなわち図６の方向Ｃから見た側面に対応する図である。

【0072】

図８に示す破線は、リードフレーム３３である。リードフレーム３３は、リード端子１５から、ダイパッド８にかけて、ヒートシンク３１の下面に近づくよう傾斜している曲げ部３４を有するため、パワーチップ１が設けられるダイパッド８は、例えば、ヒートシンク３１のフィン取付け面１１から最も離れている部分よりも、フィン取付け面１１に近い。

【0073】

なお、ダイパッド８は、ヒートシンク３１のフィン取付け面１１から最も離れている部分よりも、フィン取付け面１１から遠いところに設けられていてもよい。

【0074】

モールド樹脂１０は、図８の紙面手前側から充填される。

【0075】

実施の形態４．
実施の形態４における半導体装置１０４について図９を用いて説明する。実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。また、図９において図１から８と同一の符号は同一又は相当部分を示す。

【0076】

本実施の形態に係る半導体装置１０４は、リードフレーム４１の曲げ部４２にスリット４３が設けられている点が実施の形態３と異なる。以下、実施の形態３と異なる点を中心に説明する。

【0077】

図９は実施の形態４に係る半導体装置１０４の上面図である。本実施の形態に係る半導体装置１０４のリードフレーム４１は、図９に示すように、複数の曲げ部４２にそれぞれ複数のスリット４３を有する。

【0078】

モールド樹脂１０は、図９に示すＣ方向に充填される。すなわち、図９の紙面右側から充填される。

【0079】

リードフレーム４１の曲げ部４２にスリット４３が設けられることで、曲げ部４２の上面からも、絶縁層１４にモールド樹脂１０が流れ込む。スリット４３からも絶縁層１４にモールド樹脂１０が流れ込むことで、絶縁層１４におけるモールド樹脂１０の流速が増加し、絶縁層１４が薄い場合でも、リードフレーム６とヒートシンク９との間にモールド樹脂１０を十分充填することができ、放熱性を向上させることができる。なお、図９では、複数の曲げ部４２すべてにそれぞれスリット４３を設けたが、曲げ部４２すべてにスリット４３を設ける必要はなく一部の曲げ部４２にのみスリット４３を設けても構わない。

【0080】

実施の形態５．
実施の形態５における半導体装置１０５について説明する。実施の形態１と同様の構成については説明を省略する。

【0081】

本実施の形態に係る半導体装置１０５は、スイッチング素子及びダイオード素子がワイドギャップバンドギャップ半導体によって形成されている。

【0082】

ワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子及びダイオード素子は、耐電圧性が高く、許容電流密度も高いため、スイッチング素子及びダイオード素子の小型化が可能である。小型化されたスイッチング素子及びダイオード素子を用いることにより、半導体装置の小型化が可能となる。

【0083】

また、ワイドバンドギャップ半導体によって形成されたスイッチング素子及びダイオード素子は耐熱性も高いため、ヒートシンク及びフィンの小型化が可能になる。更に、ワイドバンドギャップ半導体は電力損失が低いため、スイッチング素子や及びダイオード素子の高効率化が可能であり、半導体装置の高効率化が可能になる。

【0084】

なおスイッチング素子及びダイオード素子の両方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることが望ましいが、いずれか一方の素子がワイドバンドギャップ半導体よって形成されていてもよい。

【0085】

なお、本明細書で説明した上記の各実施の形態では、各構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係又は実施の条件等について記載している場合があるが、これらは全ての局面において例示であって、各実施の形態が記載されたものに限られることはない。よって、例示されていない無数の変形例が、各実施の形態の範囲内において想定される。例えば、任意の構成要素を変形する場合、追加する場合又は省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれる。

【0086】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【0087】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0088】

（付記１）
ヒートシンクと、
前記ヒートシンクの上側に離隔して設けられたダイパッドと、
前記ダイパッドの前記ヒートシンクと対向する面と反対側の面に設けられたパワーチップと、
前記ヒートシンクの一部、前記ダイパッド及び前記パワーチップを封止するモールド樹脂と、
を備え、
前記ヒートシンクの前記ダイパッドに対向する面は、前記ダイパッドと重なる領域で、かつ、前記パワーチップと重ならない領域で、前記ダイパッドを含む平面から離れるように形成された流動促進部を含むことを特徴とする
半導体装置。
（付記２）
前記モールド樹脂の外形部には、他の前記モールド樹脂の樹脂とは光沢が異なる、又は凹みや突起により前記外形部の表面とは高さが異なるゲート痕が設けられており、前記ヒートシンクの前記流動促進部は、前記ゲート痕が設けられた側と反対側の位置に設けられていることを特徴とする
付記１に記載の半導体装置。
（付記３）
前記パワーチップを複数備え、
前記ヒートシンクの前記ダイパッドの側の面は、複数の前記ダイパッドの間に対応する位置において、前記ダイパッドを含む平面から離れるように形成された窪み部を含むことを特徴とする
付記１又は２に記載の半導体装置。
（付記４）
前記ヒートシンクの上側に離隔して設けられ、前記ダイパッドを有するリードフレームは、前記モールド樹脂から露出した端子部と、前記端子部と前記ダイパッドとを接続する曲げ部と、を有し、
前記端子部を含む面は、前記ダイパッドを含む面よりも前記ヒートシンクから離れた位置に設けられ、
前記ヒートシンクは、平面視で前記曲げ部と重なる領域に前記リードフレームの前記曲げ部に沿った傾斜部を有することを特徴とする
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記５）
前記リードフレームは、前記曲げ部にスリットを有することを特徴とする
付記４に記載の半導体装置。
（付記６）
前記パワーチップは、ＲＣ－ＩＧＢＴを含むことを特徴とする
付記１から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
（付記７）
請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置において、前記パワーチップ及びダイオード素子がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることを特徴とする
半導体装置。

【符号の説明】

【0089】

１ パワーチップ、２ ブートストラップダイオード、３ フリーホイールダイオード、６、３３、４１ リードフレーム、７ ワイヤ、８ ダイパッド、９、２１、３１ ヒートシンク、１０ モールド樹脂、１２ 流動促進部、１４ 絶縁層、１５ リード端子、２２ 窪み部、３２ 傾斜部、３４、４２ 曲げ部、４３ スリット、１０１、１０２、１０３、１０４ 半導体装置、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】