半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置，具备：金属基座；树脂壳体，其为框形且粘接于金属基座；半导体芯片，其具有主电极并配置于上述树脂壳体的内侧；主端子，其与半导体芯片的上述主电极电连接，被一体地固定于树脂壳体，并具有在上述树脂壳体的内侧露出的内侧的端部和在树脂壳体的外侧露出的外侧的端部；以及散热部件，其以与金属基座接触的方式配置在上述金属基座与主端子的内侧的端部之间，且导热率比树脂壳体高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
图9示出了一种功率半导体模块的一例，该功率半导体模块是作为用于电力控制等的半导体装置。功率半导体模块101具备金属基座102、层叠基板103、半导体芯片105、粘接于该金属基座的框状的树脂壳体106以及一体地固定于该树脂壳体106的外部端子。功率半导体模块101的外部端子大致分为两种，其中之一为主端子107。主端子107的主要功能是经由半导体芯片105的主电极等流过主电流。另一种是控制端子。控制端子的主要功能是向半导体芯片的控制电极输入控制信号或导出主电流检测用的信号等。主端子107例如通过嵌入式成型(Insertmolding)而一体地固定于树脂壳体106。主端子107的一端露出于树脂壳体106的内侧，通过键合线等与层叠基板103的电路板或半导体芯片105的主电极电连接。主端子107的另一端露出于树脂壳体的外侧，经由母线等与其他装置连接。当电流流过主端子107时，由于主端子107自身的电阻而引起主端子107发热。当主端子107发热时，存在使功率半导体模块101整体的温度上升的隐患。另外，当主端子107发热时，存在使经由母线等连接的其他装置的温度上升的隐患。近年来，由于要求功率半导体模块的小型化以及高电流密度化，所以需要减小主端子107的发热带来的影响。存在一种在导电性基板上隔着绝缘层配置端子，并以与该端子的该导电性基板侧的面接触的方式设置有金属部件的半导体装置(专利文献1)。然而，在并排配置多个主端子的情况下，因为需要确保主端子之间的绝缘距离，所以对专利文献1所记载的金属部件的宽度进行了限制。因此，从主端子进行散热也有限。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-175612
技术实现思路
技术问题本专利技术有利地解决了上述问题，其目的在于提供一种能够提高从主端子进行散热的半导体装置。技术方案本专利技术的一个形态的半导体装置具备：金属基座；树脂壳体，其为框形且粘接于上述金属基座；半导体芯片，其具有主电极并配置于上述树脂壳体的内侧；主端子，其与上述半导体芯片的上述主电极电连接，被一体地固定于上述树脂壳体，并具有在上述树脂壳体的内侧露出的内侧的端部和在上述树脂壳体的外侧露出的外侧的端部；以及散热部件，其以与上述金属基座接触的方式配置在上述金属基座与上述主端子的上述内侧的端部之间，且导热率比上述树脂壳体高。专利技术效果通过本专利技术的半导体装置，能够提高从主端子进行的散热。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的半导体装置的示意性截面图。图2是图1的半导体装置的散热的说明图。图3是半导体装置的主端子附近的俯视图。图4是图1的半导体装置的变形例的示意性截面图。图5是图1的半导体装置的变形例的示意性截面图。图6是本专利技术的其他实施方式的示意性截面图。图7是图6的半导体装置的散热的说明图。图8是本专利技术的其他实施方式的示意性截面图。图9是现有的半导体装置的示意性截面图。符号的说明1、11、21：功率半导体模块2：金属基座3：层叠基板3a：绝缘板3b：金属板3c：电路板4：接合材料5：半导体芯片6：树脂壳体7：主端子7a：内侧的端部7b：外侧的端部8：金属块8A：陶瓷块8B：导热性树脂9：键合线10：密封材料具体实施方式(实施方式一)以下，参考附图对本专利技术的半导体装置的实施方式进行具体说明。作为图1中示意性截面图所示的本实施方式的半导体装置的功率半导体模块1具备金属基座2、半导体芯片5、树脂壳体6、主端子7和作为散热部件的金属块8。功率半导体模块1进一步具备层叠基板3、键合线9和密封材料10。金属基座2由导热性良好的金属，例如铜和/或铝等构成，将由半导体芯片5和/或主端子7产生的热散出至外部。金属基座2具有大致四边形的平面形状。层叠基板3具有比金属基座2小的大致四边形的平面形状。层叠基板3由层叠电路板3c、绝缘板3a和金属板3b构成。绝缘板3a以及金属板3b具有大致四边形的平面形状。另外，电路板3c具有构成功率半导体模块1内部的预定的电路的图案形状。绝缘板3a由例如氮化铝、氮化硅、氧化铝等绝缘性陶瓷构成，金属板3b、电路板3c例如由铜和/或铝构成。层叠基板3例如可以使用DCB(DirectCopperBond：直接键合铜)基板和/或AMB(ActiveMetalBlazing：活性金属钎焊)基板。层叠基板3的金属板3b通过接合材料4例如焊料与金属基座2的主面接合。半导体芯片5在正面设有主电极和控制电极，在背面设有其他的主电极。并且，背面的主电极通过焊料4电连接且机械连接到电路板3c的一个区域。“电连接且机械连接”是指不限于对象物彼此通过直接接合而连接的情况，也包括通过焊料和/或金属烧结材料等导电性的接合材料而使对象物彼此连接的情况，以下的说明也相同。正面的主电极通过未图示的布线部件，例如键合线而与电路板3c或者主端子7电连接。正面的控制电极通过未图示的布线部件，例如键合线而与电路板3c或者控制端子电连接。具体来说，半导体芯片5例如为功率MOSFET或IGBT(绝缘栅型双极晶体管)等。半导体芯片5可以由硅半导体构成，也可以由SiC半导体构成。在半导体芯片5是由碳化硅(SiC)构成的功率MOSFET的情况下，与由硅构成的半导体芯片相比，能够在高耐压且高频下进行开关，因此最适合作为本实施方式的半导体装置的半导体芯片5。但是，半导体芯片5不限于IGBT或功率MOSFET，也可以是一个能够进行开关动作的半导体元件或多个能够进行开关动作的半导体元件的组合。在金属基座2的周缘设有框形的树脂壳体6，其以未图示的粘接剂粘接。并且，在树脂壳体6的内侧配置有层叠基板3以及半导体芯片5。树脂壳体6由PPS(聚苯硫醚)树脂、PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)树脂或聚氨酯树脂等绝缘性树脂构成。主端子7一体地固定于树脂壳体6。主端子7的内侧的端部7a在树脂壳体6的内侧露出，外侧的端部7b从树脂壳体6的上部向外侧露出。另外，主端子7的各端部弯曲成L字形。在本实施方式中，主端子7的内侧的端部7a与电路板3c通过键合线9电连接。为了提高层叠基板3、半导体芯片5以及键合线9的绝缘性，用凝胶状的密封材料10将树脂壳体6的框内密封。另外，在树脂壳体6的上部固定有未图示的盖。通过盖、树脂壳体6和金属基座2构成了功率半导体模块1的框体。在主端子7的内侧的端部7a与金属基座2之间配置有与金属基座2接触并作为散热部件的金属块8。金属块8由例如铜和/或铝等导热性高的金属材料构成。当考虑到热膨胀时，优选金属块8的材料与金属基座2的材料相同，因为能够抑制热应力。金属块8与树脂壳体6相比导热率更高，导热性更好。树脂壳体6介于主端子7的内侧的端部7a与金属块8之间，由此确保主端子7与金属基座2之间的绝缘性。换言之，内侧的端部7a与金属块8具有确保绝缘性的足够的距离L。当考虑到散热时，优选内侧的端部7a与金属块8的距离为确保绝缘性的最小限度的厚度。具体来说，如果有0.5mm的距离就足够了。金属块8可以通过粘接、焊接、铜焊等而固定于金属基座2。通过利用粘接剂粘接，能够容易地将金属块8与金属基座2固定。在使用粘接剂的情况下，通过使用粘接所需要的最低限度的量，从而能够提高散热性。另一方面，通过利用焊接或铜焊固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：金属基座；树脂壳体，其为框形且粘接于所述金属基座；半导体芯片，其具有主电极并配置于所述树脂壳体的内侧；主端子，其与所述半导体芯片的所述主电极电连接，被一体地固定于所述树脂壳体，并具有在所述树脂壳体的内侧露出的内侧的端部和在所述树脂壳体的外侧露出的外侧的端部；以及散热部件，其以与所述金属基座接触的方式配置在所述金属基座与所述主端子的所述内侧的端部之间，且导热率比所述树脂壳体高。

【技术特征摘要】
2015.06.29 JP 2015-1302421.一种半导体装置，其特征在于，具备：金属基座；树脂壳体，其为框形且粘接于所述金属基座；半导体芯片，其具有主电极并配置于所述树脂壳体的内侧；主端子，其与所述半导体芯片的所述主电极电连接，被一体地固定于所述树脂壳体，并具有在所述树脂壳体的内侧露出的内侧的端部和在所述树脂壳体的外侧露出的外侧的端部；以及散热部件，其以与所述金属基座接触的方式配置在所述金属基座与所述主端子的所述内侧的端部之间，且导热率比所述树脂壳体高...

【专利技术属性】
技术研发人员：小松康佑，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP