半导体模块制造技术

目的在于提供能够以简单的构造将壳体以及基座板接合，且提高绝缘耐量的半导体模块。半导体模块具备：基座板(1)；半导体芯片(2)，其在与基座板1的外周部相比靠内侧处配置于基座板(1)上方；以及壳体(3)，其与基座板(1)的外周部通过粘接剂(6)接合，该壳体对半导体芯片(2)进行收容。在基座板(1)的上表面中的俯视观察时位于壳体(3)的内壁(3a)与半导体芯片(2)之间的部分配置有凹部或凸部。

Semiconductor module

The purpose is to provide a semiconductor module which can be used to connect the shell and the base plate with simple structure and increase the insulation capacity. The semiconductor module is equipped with a base plate (1) and a semiconductor chip (2), which is arranged above the base plate (1) inside the base plate (1) on the inside of the base plate 1, and the shell (3), which joins the outer circumference of the base plate (1) through the adhesive (6), and the shell is accommodated to the semi conductor chip (2). In the overlooking observation on the upper surface of the base plate (1), part of the inner wall (3a) between the housing (3) and the semiconductor chip (2) is provided with a concave part or a convex part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块
本专利技术涉及半导体芯片被收容于壳体的半导体模块。
技术介绍
对于在壳体内填充封装树脂(凝胶)的现有的功率半导体模块，提出有各种技术。例如提出有出于防止水分经由壳体与基座板(散热板)的接合部以及固定部而渗入至壳体内部这一目的而使用粘接剂(密封材料)的结构(例如专利文献1)。另外，例如提出有不使用粘接剂而是在壳体以及基座板(散热板)设置凸部以及凹部，将它们嵌合，从而将壳体以及基座板固定的结构(例如专利文献2)。专利文献1：日本特开2000-323593号公报专利文献2：日本特开2014-230978号公报
技术实现思路
就专利文献1的结构而言，是向在基座板上表面中的位于壳体的侧壁下侧的部分设置的槽内填充粘接剂(密封材料)。然而，气泡容易残留于槽内的粘接剂，有可能由于该气泡而使模块的绝缘耐量降低。另外，就专利文献2的结构而言，不使用粘接剂而是通过凸部以及凹部将壳体以及基座板固定，因此构造变得复杂。而且，必须将凸部以及凹部的深度设为一定尺寸以上，因此有时封装树脂(凝胶)并未漫入至深的槽内而产生间隔。其结果，有时绝缘耐量(绝缘性能)降低。因此，本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供能够以简单的构造将壳体以及基座板接合，且提高绝缘耐量的半导体模块。本专利技术涉及的半导体模块具备：基座板；半导体芯片，其在与所述基座板的外周部相比靠内侧处配置于所述基座板上方；以及壳体，其与所述基座板的所述外周部通过粘接剂接合，该壳体对所述半导体芯片进行收容，在所述基座板的上表面中的俯视观察时位于所述壳体的内壁与所述半导体芯片之间的部分配置有凹部或凸部。专利技术的效果根据本专利技术，在基座板的上表面中的俯视观察时位于壳体的内壁与半导体芯片之间的部分配置有凹部或凸部。由此，能够以简单的构造将壳体以及基座板接合，且能够提高绝缘耐量。本专利技术的目的、特征、方案以及优点通过以下的详细说明和附图变得更清楚。附图说明图1是表示实施方式1涉及的半导体模块的结构的剖视图。图2是表示关联半导体模块的结构的剖视图。图3是表示实施方式2涉及的半导体模块的结构的剖视图。图4是用于对实施方式2涉及的半导体模块的效果进行说明的图。图5是表示变形例涉及的半导体模块的结构的一部分的俯视图。图6是表示变形例涉及的半导体模块的结构的一部分的剖视图。图7是表示实施方式3涉及的半导体模块的结构的剖视图。具体实施方式下面，一边参照附图一边对实施方式进行说明。此外，附图是概略地示出的，在不同的附图分别示出的结构要素的大小与位置的相互关系不一定是准确地记载的，可能会适当变更。<实施方式1>图1是表示本专利技术的实施方式1涉及的半导体模块(功率半导体模块)的结构的剖视图。图1的半导体模块具备：基座板1、半导体芯片2、壳体3、封装剂5和作为绝缘基板的绝缘陶瓷基板4。基座板1例如由Cu、AlSiC、Al(Cu为铜，Al为铝，Si为硅，C为碳)等金属构成，例如用作散热板。半导体芯片2在与基座板1的外周部相比靠内侧处配置于基座板1上方。半导体芯片2例如既可以由Si构成，也可以由SiC、GaN(氮化镓)等宽带隙半导体构成。作为半导体芯片2，例如应用IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)、MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)、二极管、SBD(SchottkyBarrierDiode)等。在本实施方式1中，说明作为半导体芯片2而应用了SiC-MOSFET以及SiC-SBD的情况。壳体3与基座板1的外周部通过粘接剂6进行接合，壳体3对半导体芯片2进行收容。壳体3例如由PPS(聚苯硫醚)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)+PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)构成。粘接剂6例如由有机硅(silicone)类材料或环氧类材料构成。在本实施方式1中，在壳体3的下部设置有能够与基座板1的外周部的上部(角部)卡合的切口3b。并且，粘接剂6设置于壳体3的切口3b与基座板1的上部(角部)之间。绝缘陶瓷基板4在剖视观察时配置于半导体芯片2与基座板1之间。在绝缘陶瓷基板4的表面以及背面分别设置有表面金属图案4a以及背面金属图案4b。表面金属图案4a与半导体芯片2的下部连接，背面金属图案4b与基座板1通过焊料7接合。封装剂5例如由硅凝胶等具有绝缘性的材料构成，填充于壳体3内部。由此，确保了半导体模块的绝缘性。此外，在基座板1的上表面中的俯视观察时位于壳体3的内壁3a与半导体芯片2之间的部分配置有凹部。在本实施方式1中，作为凹部，将在俯视观察时沿壳体3的内壁3a延伸的槽8配置于基座板1的上表面。此外，设想的是在槽8内填充封装剂5。接下来，对本实施方式1涉及的半导体模块的制造方法进行说明。此外，由于针对除了基座板1以外的结构要素，能够应用通常的制造方法，因此，在这里，仅对基座板1的形成进行说明。在通过金属熔解对基座板1进行成型的情况下，通过将与槽8对应的凸起设置于模具(铸模)，由此能够对配置有槽8的基座板1进行成型。此外，为了实现槽8的稳定性，也可以追加进行通过蚀刻实现的加工。作为与上述不同的方法，在成型没有槽8的基座板1之后，向基座板1表面形成槽8的情况下，通过抗蚀剂对不形成槽8的基座板1表面进行掩盖，选择性地对基座板1进行蚀刻。由此，能够形成配置有槽8的基座板1。此外，在不进行蚀刻的情况下，也可以通过冲压而将槽8成型于基座板1。根据以上述方式构成的本实施方式1涉及的半导体模块，由于使用粘接剂6，因此能够通过简单的构造将壳体3以及基座板1接合。另外，在基座板1的上表面中的位于壳体3的侧壁下侧的部分未设置槽，因此能够减少固化后的粘接剂6内的气泡。其结果，能够提高半导体模块的绝缘耐量。在这里，为了对本实施方式1涉及的半导体模块所具有的效果进一步进行说明，对图2所示的与本实施方式1涉及的半导体模块相关联的半导体模块(以下称为“关联半导体模块”)进行说明。此外，针对关联半导体模块中的与实施方式1相同或相似的结构要素标注相同的参照标号，主要针对不同的结构要素进行说明。就通过粘接剂6将基座板1以及壳体3接合的关联半导体模块等而言，存在由于基座板1或壳体3的翘曲(挠曲)，粘接剂6的形状发生波动这样的问题。由于上述粘接剂6的形状的波动，产生以下2个问题。第1个是由于在粘接剂6的壳体3内侧的胶瘤(fillet)6a处，有时高度H(图2)不足而引起的问题。在胶瘤6a的高度H不足的情况下，产生下述问题，即，在其界面产生缝隙，壳体3内部的封装剂5从该缝隙漏出至外部、或者壳体3外部的水渗入至内部。为了不受基座板1或壳体3的翘曲(挠曲)的影响地使粘接剂6具有防止漏出以及渗入的功能，需要使固化前的粘接剂6的胶瘤6a沿壳体3的内壁3a充分地延伸至上侧。即，需要充分地提高胶瘤6a的高度H，以使得不会由于波动的原因而产生缝隙。第2个是由于在粘接剂6的壳体3内侧的胶瘤6a处有时塌边长度L(图2)变大而引起的问题。如果胶瘤6a的塌边长度L变大，则在粘接剂6内咬入气泡6b的风险变高。咬入至粘接剂6内的气泡6b在高温时有时从粘接剂6跑出，移动至封装剂5内。并且，在该气泡移动至绝缘陶瓷基板4的周边的情况下，产生绝缘性能降低，绝缘变差这样的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块，其具备：基座板；半导体芯片，其在与所述基座板的外周部相比靠内侧处配置于所述基座板上方；以及壳体，其与所述基座板的所述外周部通过粘接剂接合，该壳体对所述半导体芯片进行收容，在所述基座板的上表面中的俯视观察时位于所述壳体的内壁与所述半导体芯片之间的部分配置有凹部或凸部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体模块，其具备：基座板；半导体芯片，其在与所述基座板的外周部相比靠内侧处配置于所述基座板上方；以及壳体，其与所述基座板的所述外周部通过粘接剂接合，该壳体对所述半导体芯片进行收容，在所述基座板的上表面中的俯视观察时位于所述壳体的内壁与所述半导体芯片之间的部分配置有凹部或凸部。2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，作为所述凹部，俯视观察时沿所述壳体的所述内壁延伸的槽被配置于所述基座板的上表面。3.根据权利要求2所述的半导体模块，其中，还具备绝缘基板，该绝缘基板配置于所述半导体芯片与所述基座板之间，俯视观察时所述槽的宽度方向的一端位于所述壳体的所述内壁的附近，俯视观察时所述槽的宽度方向的另一端位于所述绝缘基板以及所述基座板的接合部分外...

【专利技术属性】
技术研发人员：大宅大介，
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