半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种具备筒状部件的半导体装置，该半导体装置能够在焊接该筒状部件时抑制焊料飞散。该半导体装置具备在正面具有电路层的层叠基板、焊接于电路层的筒状部件、和插入到该筒状部件并与该筒状部件电连接的外部端子。筒状部件具有圆筒部和连接到圆筒部的长度方向的一端的凸缘部。该凸缘部具备与电路层相对的第一突部、第二突部和第三突部。该第一突部与第二突部之间的距离、该第二突部与第三突部之间的距离以及该第三突部与第一突部之间的距离均比该圆筒部的内径大。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具备筒状部件的半导体装置。
技术介绍
半导体装置中的功率半导体模块的一例为具备：具有电路层的层叠基板；与该电路层电连接且机械连接的半导体芯片；和与该电路层的该半导体芯片的相同或不同的区域电连接且机械连接的外部端子。近年来，作为相对于机械应力和振动而长期稳定并且简单又价廉地将外部端子连接到层叠基板的技术，公开了一种使用了以焊料接合到层叠基板的电路层的筒状部件的功率半导体模块(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第8087943号说明书
技术实现思路
技术问题在使用焊膏和/或板焊料焊接专利文献1中记载的筒状部件时，存在溶融的焊料飞散而附着并固化在筒状部件的圆筒部的内表面的情况。固化在圆筒部的内表面的焊料存在阻碍外部端子的插入而导致接触不良的隐患。另外，如果强行插入外部端子，则存在破坏外部端子或筒状部件的隐患。本专利技术是鉴于这点而实现的，其目的在于提供一种在具备筒状部件的半导体装置中能够在焊接该筒状部件时抑制焊料飞散的半导体装置。技术方案为了达成上述目的，作为一个实施形态，提供了以下的半导体装置。半导体装置具备在正面具有电路层的层叠基板、焊接于上述电路层的筒状部件、和插入到上述筒状部件并与上述筒状部件电连接的外部端子。上述筒状部件具有圆筒部和连接到该圆筒部的长度方向的一端的凸缘部。上述凸缘部具备与上述电路层相对的第一突部、第二突部和第三突部。上述第一突部与第二突部之间的距离、上述第二突部与第三突部之间的距离以及上述第三突部与第一突部之间的距离均比上述圆筒部的内径大。专利技术效果根据本专利技术，具备筒状部件的半导体装置能够在焊接该筒状部件时抑制焊料飞散。附图说明图1是示出根据本专利技术的制造方法而制造的半导体模块的一例的部分截面的正视图。图2是图1的半导体模块的主要部分的扩大剖视图。图3是筒状部件的立体图。图4是将外部端子插入到筒状部件的俯视图。图5是插入有外部端子的筒状部件的剖视图。图6是筒状部件的第一凸缘部的俯视图。图7是图6的筒状部件的第一凸缘部的俯视图。图8是另一筒状部件的第一凸缘部的俯视图。图9是图8的筒状部件的第一凸缘部的俯视图。图10是又一筒状部件的第一凸缘部的俯视图。图11是图10的筒状部件的第一凸缘部的俯视图。图12是现有的筒状部件的凸缘部的俯视图。图13是插入有外部端子的图12的筒状部件的剖视图。符号说明1功率半导体模块2层叠基板3A、3B、3C、3D半导体芯片5键合线6、16、26筒状部件7外部端子8壳体9凝胶61圆筒部62、62A、62B第一凸缘部63第二凸缘部64曲面部65平坦部66、66A、66B第一突部67、67A、67B第二突部68、68A、68B第三突部具体实施方式(实施方式一)使用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。图1是本专利技术的半导体装置的一个实施方式，是功率半导体模块1的一例的单侧剖视图。图2是图1的半导体模块1的主要部分的扩大剖视图。功率半导体模块1具备：在正面具有电路层2b的层叠基板2；焊接于电路层2b的筒状部件6；和与插入到筒状部件6且与筒状部件6电连接的外部端子7。在层叠基板2上，作为半导体元件至少搭载有一个，在图示的实施方式中搭载有四个半导体芯片3A、3B、3C和3D。半导体芯片3A、3B、3C和3D可以设为例如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅型双极晶体管)芯片或FWD(FreeWheelingDiode：续流二极管)芯片。也可以代替IGBT而使用MOSFET芯片，还可以代替IGBT芯片和FWD芯片而使用RC-IGBT芯片。层叠基板2由以下部分层叠而成，即由氧化铝、氮化铝、氮化硅等的绝缘性陶瓷构成的绝缘板2a；配置在绝缘板2a的正面，且选择性地形成铜箔和/或铝箔等的导体而构成电路的电路层2b；配置在绝缘板2a的背面且由铜箔和/或铝箔等构成的金属层2c。层叠基板2可以使用直接接合了绝缘板2a、电路层2b和金属层2c的DCB(DirectCopperBond：直接铜键合)基板和/或AMB基板(ActiveMetalBonding：活性金属键合)等。半导体芯片3A、3B、3C和3D在正面和背面具有电极，背面的电极通过焊料4与电路层2b电连接且机械连接，正面的电极通过铜或铝等的键合线和/或引线框架5与电路层2b电连接。在层叠基板2的电路层2b以焊料4接合有筒状部件6。筒状部件6为导电性的材料，例如为铜制。将外部端子7一侧的端部插入并固定于筒状部件6。层叠基板2收纳在壳体8内，在该层叠基板2的电路层2b，电接合且机械接合有半导体芯片3A、3B、3C和3D，接合有筒状部件6，连接有键合线5。壳体8是通过该壳体8的下端与层叠基板2的周边部通过粘接剂(未图示)粘接而固定的。在比壳体8的上盖部的更内侧的空间填充有凝胶9，由此将壳体8的内部封装。外部端子7的另一侧的端部从壳体8突出。如图3所示的立体图，筒状部件6具有中空的圆筒部61、与圆筒部61的长度方向的一端连接的第一凸缘部62和与另一端连接的第二凸缘部63。因为图3所示的筒状部件6的第一凸缘部62和第二凸缘部63具有相同形状，所以以下对筒状部件6的凸缘部以第一凸缘部62为代表进行说明。第一凸缘部62是与电路层2b相对的部分。第一凸缘部62在内周侧具有与圆筒部61连接的曲面部64，在外周侧具有与曲面部64连接的平坦部65。第一凸缘部62还具有从平坦部65向与电路层2b相对的方向突出的第一突部66、第二突部67和第三突部68。第一突部66、第二突部67和第三突部68的距离平坦部65的表面的高度为，在将第一凸缘部62焊接于电路层2b时，第一突部66、第二突部67和第三突部68接近电路层2b，并且在平坦部65和电路层2b之间确保有充分的焊料厚度这样的高度。使用图6在后面对第一突部66、第二突部67和第三突部68进行详细描述，第一突部66与第二突部67之间的距离L1、第二突部67与第三突部68之间的距离L2以及第三突部68与第一突部66之间的距离L3配置为均比圆筒部61的内径D大。第一突部66、第二突部67和第三突部68以分别与第一凸缘部62的外周接触的方式配置于平坦部65，不配置于曲面部64。筒状部件6被焊接于电路层2b，以使第一凸缘部62与电路层2b相对并且圆筒部61的中心轴垂直于电路层2b的方式被固定。第一突部66、第二突部67和第三突部68接近电路层2b，确保平坦部65与电路层2b之间的焊料厚度。另外，平坦部65成为焊接时焊膏中的焊剂和/或板焊料中的气体的排出路。平坦部65的主面可以与圆筒部61的中心轴正交，与电路层2b的主面平行。在焊接的筒状部件6的圆筒部61插入外部端子7并将其固定。如图4的筒状部件6的俯视图所示，外部端子7的对角线长度比圆筒部61的内径稍大，并且外部端子7具有多边形的横截面形状、例如四边形的横截面形状。外部端子7可以具有非圆形的横截面形状。在将外部端子7插入到筒状部件6时，以外部端子7的角部使圆筒部61稍微塑性变形，换言之，通过模锻能够将外部端子7更可靠地连接于筒状部件6。图5示出插入有外部端子7的筒状部件6的剖视图。电路层2b与第一凸缘部62通过介于它们之间的焊料4电连接且机械连接。在图6以俯视图示出筒状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：层叠基板，其在正面具有电路层；筒状部件，其焊接于所述电路层；和外部端子，其插入到所述筒状部件并与所述筒状部件电连接，所述筒状部件具有圆筒部和连接到所述圆筒部的长度方向的一端的凸缘部，所述凸缘部具备与所述电路层相对的第一突部、第二突部和第三突部，所述第一突部与所述第二突部之间的距离、所述第二突部与所述第三突部之间的距离以及所述第三突部与所述第一突部之间的距离均比所述圆筒部的内径大。

【技术特征摘要】
2015.06.25 JP 2015-1280391.一种半导体装置，其特征在于，具备：层叠基板，其在正面具有电路层；筒状部件，其焊接于所述电路层；和外部端子，其插入到所述筒状部件并与所述筒状部件电连接，所述筒状部件具有圆筒部和连接到所述圆筒部的长度方向的一端的凸缘部，所述凸缘部具备与所述电路层相对的第一突部、第二突部和第三突部，所述第一突部与所述第二突部之间的距离、所述第二突部与所述第三突部之间的距离以及所述第三突部与所述第一突部之间的距离均比所述圆筒部的内径大。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述凸缘部分别在内周侧具备与所述圆筒部连接的曲面部，在外周侧具备与所述曲面部连接的圆盘状的平坦部，所述第一突部、所述第二突部和所述第三突部未配置于所述曲面部，而配置于所述平坦部。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第一突部、所述第二突部和所述第三突部以相对于所述圆筒部的中心轴旋转对称的方式配置在所述凸缘部上。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述第一突部、所述第二突部和所述第三突部为相同形状，以与所述平坦部的外周接触的方式配置，并具备将所述第一突部、所述第二突部以及所述第三突部的各自的外周侧的圆弧作为下底的大致等腰梯形的外形，所述第一突部的一个腰和所述第二突部的与所述一个腰相对的另一个腰呈大致平行。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述第一突部的外周侧的圆弧的长度为所述圆筒部的内径的0.1倍以上且2倍以下。6.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西一永，丸山力宏，万·阿札·宾·万·马特，
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