半导体单元制造技术

提供一种半导体单元，其包括：绝缘基片，该绝缘基片具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；第一传导层，该第一传导层结合至绝缘基片的第一表面；第二传导层，该第二传导层在与第一传导层的位置不同的位置处结合至绝缘基片的第一表面；应力消除层，该应力消除层结合至绝缘基片的第二表面；散热装置，该散热装置在应力消除层的与绝缘基片相反的一侧上结合至应力消除层；以及半导体器件，该半导体器件电结合至相应的第一和第二传导层。绝缘基片具有低刚性部分，该低刚性部分设置在第一和第二传导层之间并且具有比绝缘基片的其余部分低的刚性，并且至少低刚性部分通过模具树脂密封和覆盖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体单元。
技术介绍
日本未审查专利申请公告No.2001-118987公开一种半导体单元或功率半导体模块，其具有安装至单个绝缘基片的多个功率半导体器件，其中绝缘基片层压至基板。在绝缘基片中形成有沟槽以将绝缘基片分隔成多个区域，每个区域具有至少一个功率半导体器件。然而，在这种构造中，如果由于热变形而作用于绝缘基片上的应力导致绝缘基片断裂，那么断裂产生的碎片可能会四散。本专利技术旨在提供一种半导体单元，其结构减小导致绝缘基片断裂的应力并且还防止由绝缘基片的断裂产生的任何碎片分散。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，半导体单元包括：绝缘基片，该绝缘基片具有第一表面和与第一表面相对的第二表面；第一传导层，该第一传导层结合至绝缘基片的第一表面；第二传导层，该第二传导层在与第一传导层的位置不同的位置处结合至绝缘基片的第一表面；应力消除层，该应力消除层结合至绝缘基片的第二表面；散热装置，该散热装置在应力消除层的与绝缘基片相反的一侧上结合至应力消除层；以及半导体器件，该半导体器件电结合至相应的第一和第二传导层。绝缘基片具有低刚性部分，该低刚性部分设置在第一和第二传导层之间并且具有比绝缘基片的其余部分低的刚性，并且至少低刚性部分通过模具树脂密封和覆盖。通过结合附图做出的以下说明，本专利技术的其它方面和优点将变得清楚，附图通过示例图示本专利技术的原理。附图说明<br>图1是作为根据本专利技术的半导体单元的实施例的功率模块的剖视图；图2A是图1的功率模块的俯视图，其中为了清楚起见而移去了模具树脂；图2B是沿图2A的线IIB-IIB获得的剖视图；图3A是图1的功率模块的俯视图，其中为了清楚起见而移去了模具树脂和冷却器；图3B是图3A的功率模块的主视图；图3C是图3A的功率模块的仰视图；图3D是沿图3A的线IIID-IIID获得的剖视图；图4A是功率模块的解释其操作的俯视图；图4B是沿图4A的线IVB-IVB获得的剖视图；图5A是出于与根据本专利技术的功率模块进行比较的目的的具有不同结构的功率模块的俯视图；图5B是沿图5A的线VB-VB获得的剖视图；图6A是根据本专利技术的功率模块的另一个实施例的俯视图，其中为了清楚起见而移去了模具树脂和冷却器；图6B是图6A的功率模块的主视图；图6C是图6A的功率模块的仰视图；图6D是沿图6A的线VID-VID获得的剖视图；图7A是根据本专利技术的功率模块的又一个实施例的俯视图，其中为了清楚起见而移去了模具树脂和冷却器；图7B是图7A的功率模块的主视图；图7C是图7A的功率模块的仰视图；图7D是沿图7A的线VIID-VIID获得的剖视图；图8A、8B和8C是功率模块的陶瓷基片的另一个实施例的片段剖视图；图9A和9B是功率模块的应力消除层的另一个实施例的片段剖视图；图10A是根据本专利技术的功率模块的再一个实施例的俯视图，其中为了清楚起见而移去了模具树脂和冷却器；图10B是图10A的功率模块的主视图；图10C是图10A的功率模块的仰视图；以及图10D是沿图10A的线XD-XD获得的剖视图。具体实施方式下文将参照附图对作为根据本专利技术的半导体单元的一个实施例的功率模块进行描述。功率模块意图安装在车辆中，并且具体地意图用于逆变器以驱动混合动力车辆的行走马达。逆变器包括用作逆变器的桥臂的多个半导体开关器件。参照图1、2A和2B，总体由10指示的功率模块包括陶瓷基片20或绝缘基片、由金属制成的传导层30、半导体器件40、41、42和43、由金属制成的应力消除层50、以及冷却器60或散热装置，它们通过模具树脂70而模制成模块。半导体器件40、41是开关器件，即，IGBT或MOSFET。半导体器件42、43是二极管并且分别与半导体器件40、41反并联。半导体器件40、42用作逆变器的上桥臂。半导体器件41、43用作逆变器的下桥臂。作为功率器件的半导体器件40、41、42、43在操作期间生热。如图2A、2B和3A至3D所示，陶瓷基片20在平面图中具有矩形轮廓并且水平布置。陶瓷基片20具有彼此相反的顶表面和底表面。传导层30包括均具有矩形轮廓的第一传导层31和第二传导层32。第一传导层31固定至陶瓷基片20的顶表面（第一表面），并且第二传导层32在与第一传导层31的位置不同的位置处固定至陶瓷基片20的顶表面。第一传导层31与第二传导层32间隔开距离L1。传导层30被分隔成第一传导层31和第二传导层32，第一传导层31和第二传导层32分别结合至陶瓷基片20的顶表面。作为生热部件的半导体器件40、41、42、43呈芯片形式并且电结合至相应的分开的第一和第二传导层31、32。具体地，半导体器件40、42结合至第一传导层31，并且半导体器件41、43结合至第二传导层32。应力消除层50或缓冲层固定至陶瓷基片20的底表面（第二表面）。应力消除层50包括均具有矩形轮廓的第一应力消除层51和第二应力消除层52。第一应力消除层51在第一传导层31的正下方被结合至陶瓷基片20的底表面。第二应力消除层52在第二传导层32的正下方被结合至陶瓷基片20的底表面。应力消除层50包括与第一传导层31相关联的第一应力消除层51和与第二传导层32相关联的第二应力消除层52。如在平面图中所看到的，第一传导层31和第一应力消除层51具有基本相同的区域，并且第一传导层31布置为平放在第一应力消除层51的上方，其中陶瓷基片20介于第一传导层31和第一应力消除层51之间。第二传导层32和第二应力消除层52也具有基本相同的区域，并且第二传导层32布置在第二应力消除层52的上方，其中陶瓷基片20介于第二传导层32和第二应力消除层52之间。应力消除层50被分隔成第一和第二应力消除层51、52，第一和第二应力消除层51、52分别在第一和第二传导层31、32的正下方被结合至陶瓷基片20的底表面。冷却器60被结合至应力消除层50的第一和第二应力消除层51、52。冷却器60在应力消除层50的与陶瓷基片20相反的一侧上被结合至应力消除层50。陶瓷基片20例如由氮化铝（AlN）、氧化铝（Al2O3）或氮化硅（Si3N4）制成。传导层30（31、32）和应力消除层50（51、52）均由铝制成。具体地，应力消除层50（51、52）可以由纯度为99.99wt%或更大的铝...

【技术保护点】
一种半导体单元，包括：绝缘基片，所述绝缘基片具有第一表面和与所述第一表面相反的第二表面；第一传导层，所述第一传导层结合至所述绝缘基片的所述第一表面；第二传导层，所述第二传导层在与所述第一传导层的位置不同的位置处结合至所述绝缘基片的所述第一表面；应力消除层，所述应力消除层结合至所述绝缘基片的所述第二表面；散热装置，所述散热装置在所述应力消除层的与所述绝缘基片相反的一侧上结合至所述应力消除层；以及半导体器件，所述半导体器件电结合至相应的所述第一传导层和所述第二传导层，其特征在于，所述绝缘基片具有低刚性部分，所述低刚性部分设置在所述第一传导层和所述第二传导层之间且具有比所述绝缘基片的其余部分低的刚性，并且至少所述低刚性部分通过模具树脂进行密封和覆盖。

【技术特征摘要】
2012.11.01 JP 2012-2419631.一种半导体单元，包括：
绝缘基片，所述绝缘基片具有第一表面和与所述第一表面相反的第二
表面；
第一传导层，所述第一传导层结合至所述绝缘基片的所述第一表面；
第二传导层，所述第二传导层在与所述第一传导层的位置不同的位置
处结合至所述绝缘基片的所述第一表面；
应力消除层，所述应力消除层结合至所述绝缘基片的所述第二表面；
散热装置，所述散热装置在所述应力消除层的与所述绝缘基片相反的
一侧上结合至所述应力消除层；以及
半导体器件，所述半导体器件电结合至相应的所述第一传导层和所述
第二传导层，
其特征在于，所述绝缘基片具有低刚性部分，所述低刚性部分设置在
所述第一传导层和所述第二传导层之间且具有比所述绝缘基片的其余部
分低的刚性，并且至少所述低刚性部分通过模具树脂进行密封和覆盖。
2.根据权利要求1所述的半导体单元，其中，通过至少在所述绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：西槙介，森昌吾，音部优里，加藤直毅，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：