半导体装置、半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供适于小型化，而且能够简单地制造的半导体装置和该半导体装置的制造方法。特征在于，具有：半导体芯片；电极，其与该半导体芯片电连接，具有环状部；筒状电极，其具有形成有螺纹槽的主体部、和与该主体部相连且宽度比该主体部窄的窄幅部，该窄幅部插入至该环状部的内侧，使该筒状电极与该电极电连接；以及该半导体芯片和该电极的壳体，该壳体使该螺纹槽、以及该环状部与该筒状电极的连接部露出，且该壳体与该主体部接触。

Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

The object of the present invention is to provide a semiconductor device and a manufacturing method of the semiconductor device suitable for miniaturization and simple manufacturing. The device is characterized in that: a semiconductor chip; an electrode, electrically connected with the semiconductor chip, has a ring part; a cylindrical electrode, having a body part forming a threaded groove, a narrow width part connected with the body part and narrower than the body part, is inserted into the inner side of the ring part so that the cylindrical electrode and the ring part are connected. The electrode is electrically connected, and the semiconductor chip and the shell of the electrode expose the threaded groove and the connecting part of the ring part with the barrel electrode, and the shell is in contact with the main body part.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置、半导体装置的制造方法
本专利技术涉及在例如电气铁路用设备或汽车用设备的电动机控制中使用的半导体装置和该半导体装置的制造方法。
技术介绍
在专利文献1的图17中公开了用于从半导体芯片向模块外部的电连接的电极端子18、20、22。成为如下构造，即，电极端子的一端通过焊料或超声波接合而固定于发射极电路图案、集电极电路图案或栅极等控制电路图案，另一端在模块上表面露出且弯曲。大多是通过在电极端子的另一端侧使螺钉穿过，而与在壳体埋入的螺母进行螺纹紧固，从而将位于模块的外侧的控制驱动器固定于模块。在专利文献1所公开的技术中，需要在模块的壳体的外部将电极折弯，使电极位于螺母之上。该折弯工序使半导体装置的制造变得复杂。特别是，由于需要使已折弯的电极的孔与螺母的孔对齐，因此存在根据弯曲精度而发生错位故障的问题。并且，在进行电极弯曲的情况下，对电极而言自然需要弯曲余量，因此与弯曲余量对应地，向装置外部露出的电极面积变大。这样，必然还存在绝缘距离变短，对产品的小型化造成障碍这样的问题。对于在如电气铁路或电力市场那样公共性高的市场中使用的功率模块而言，要求高可靠性。具体而言，对于形成有控制用驱动器部的控制基板与容纳有半导体芯片的半导体装置的连接，要求通过螺钉和螺母进行的连接，而不是如压合构造那样的简易连接构造。在专利文献2的图1等公开了一种半导体装置，其具有：容纳有半导体元件23的外围壳体20；安装有控制电路11的电路基板10；以及金属部件30。金属部件30具有第1安装部31a、第2安装部32a以及母线33a。第1安装部31a将电路基板10安装于外围壳体20，在安装时第1安装部31a与电路基板10的接地图案连接。第2安装部32a将外部设备安装于外围壳体20，在安装时第2安装部32a接地。母线33a将第1安装部31a和第2安装部32a连接。专利文献1：日本特开2001-36001号公报专利文献2：国际公开第2013/084589号谋求通过简单的方法提供适于小型化的半导体装置。然而，就专利文献1中公开的半导体装置而言，需要将伸出至装置外部的电极折弯，因此不适于装置的小型化。另外，就专利文献2中公开的半导体装置而言，壳体的内部的连接变得复杂，因此无法简单地进行制造。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供适于小型化，而且能够简单地制造的半导体装置和该半导体装置的制造方法。本专利技术涉及的半导体装置的特征在于，具有：半导体芯片；电极，其与该半导体芯片电连接，具有环状部；筒状电极，其具有形成有螺纹槽的主体部、和与该主体部相连且宽度比该主体部窄的窄幅部，该窄幅部插入至该环状部的内侧，使该筒状电极与该电极电连接；以及该半导体芯片和该电极的壳体，该壳体使该螺纹槽、以及该环状部与该筒状电极的连接部露出，且该壳体与该主体部接触。本专利技术涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具有下述工序：第1准备工序，将具有主体部、和与该主体部相连且宽度比该主体部窄的窄幅部的筒状电极搭载于下模具，使该主体部与该下模具接触；第2准备工序，将具有环状部的电极搭载于该下模具，在该环状部中收容该窄幅部的一部分，且使该窄幅部从该环状部向上方凸出；合模工序，通过上模具和该下模具进行合模，利用该上模具将从该环状部向上方凸出的该窄幅部挤压变形，形成在该环状部之上扩宽的宽幅部；以及树脂注入工序，向由该上模具和该下模具包围的空腔注入树脂，使该树脂与该主体部的侧面接触。本专利技术的其他特征在下面加以明确。专利技术的效果根据本专利技术，通过向在电极处形成的环状部的内侧插入筒状电极的窄幅部而使它们电连接，使该筒状电极从壳体露出，由此能够提供适于小型化，而且能够简单地制造的半导体装置。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图2是环状部的俯视图。图3是筒状电极等的剖视图。图4是筒状电极等的俯视图。图5是环状部和筒状电极等的仰视图。图6是下模具和筒状电极的剖视图。图7是搭载于下模具的电极等的剖视图。图8是表示合模后的上模具和下模具等的剖视图。图9是表示宽幅部的形成方法的剖视图。图10是表示在树脂注入工序中注入的树脂的剖视图。图11是表示半导体装置的使用例的图。图12是变形例涉及的筒状电极的剖视图。图13是实施方式2涉及的半导体装置的筒状电极的斜视图。图14是筒状电极和壳体的俯视图。图15是实施方式3涉及的筒状电极和电极的剖视图。图16是实施了翻边加工的环状部的斜视图。图17是表示实施方式4涉及的筒状电极和电极的图。图18是筒状电极和电极的剖视图。标号的说明10半导体装置，20半导体芯片，22电极，22A固定部，22B中间部，22C环状部，30筒状电极，30A主体部，30B窄幅部，30C宽幅部，40壳体具体实施方式参照附图对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置和半导体装置的制造方法进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复的说明。实施方式1.图1是实施方式1涉及的半导体装置10的剖视图。半导体装置10具有基座板12。在该基座板12之上设置有绝缘基板。绝缘基板具有：绝缘材料14；金属图案14a、14b，它们形成在绝缘材料14的上表面；以及金属膜14c，其在绝缘材料14的下表面形成。绝缘材料14的材料使用氮化铝(AlN)、氮化硅(SiN)或氧化铝(Al2O3)等陶瓷、或者聚合物树脂等。金属膜14c经由焊料16与基座板12接触。在金属图案14a例如通过焊料固定有半导体芯片20。半导体芯片20的材料例如为Si，但没有特别的限制。半导体芯片20既可以为IGBT或MOSFET等开关元件，也可以为二极管。也可以设置多个半导体芯片20。也可以通过例如6个IGBT和与这些IGBT反并联连接的6个二极管而形成3相交流逆变器电路。在金属图案14b例如通过焊料固定有电极22。电极22是对板材进行加工而形成的。金属图案14b和半导体芯片20的表面电极通过键合导线21而连接。由此，电极22与半导体芯片20电连接。电极22具有：固定部22A，其固定于金属图案14b；中间部22B，其与固定部22A相连；以及环状部22C，其与中间部22B相连。图2是环状部22C的俯视图。环状部22C在俯视观察时为圆形。环状部22C只要形成为环状即可，并不一定必须形成为圆形。返回图1的说明。半导体装置10具有筒状电极30。筒状电极30的材料没有特别的限制，例如为SUS、Cu或Al等金属。筒状电极30具有：主体部30A；窄幅部30B，其与主体部30A相连；以及宽幅部30C，其与窄幅部30B连接。主体部30A与环状部22C相比位于上方。窄幅部30B插入至环状部22C的内侧。窄幅部30B由环状部22C包围。宽幅部30C与环状部22C相比位于下方。宽幅部30C是通过对筒状电极30的前端部分进行“铆接”而与窄幅部30B相比宽度形成得较宽的部分。另外，通过对筒状电极30的前端部分进行“铆接”，从而使环状部22C被宽幅部30C和主体部30A夹持。图3是筒状电极30等的剖视图。在主体部30A形成有螺纹槽30a。具体而言，在主体部30A设置有孔30h，在该孔30h中设置有螺纹槽30a。筒状电极30是作为端子起作用的螺母。窄幅部30B的宽度X2比主体部30A的宽度X1窄。宽幅部30C的宽度X3大于窄幅部30B的宽度X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：半导体芯片；电极，其与所述半导体芯片电连接，具有环状部；筒状电极，其具有形成有螺纹槽的主体部、和与所述主体部相连且宽度比所述主体部窄的窄幅部，所述窄幅部插入至所述环状部的内侧，使该筒状电极与所述电极电连接；以及所述半导体芯片和所述电极的壳体，该壳体使所述螺纹槽、以及所述环状部与所述筒状电极的连接部露出，且该壳体与所述主体部接触。

【技术特征摘要】
2017.02.24 JP 2017-0340291.一种半导体装置，其特征在于，具有：半导体芯片；电极，其与所述半导体芯片电连接，具有环状部；筒状电极，其具有形成有螺纹槽的主体部、和与所述主体部相连且宽度比所述主体部窄的窄幅部，所述窄幅部插入至所述环状部的内侧，使该筒状电极与所述电极电连接；以及所述半导体芯片和所述电极的壳体，该壳体使所述螺纹槽、以及所述环状部与所述筒状电极的连接部露出，且该壳体与所述主体部接触。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述环状部的内壁与所述窄幅部接触。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述筒状电极具有与所述窄幅部连接且宽度大于所述窄幅部的宽幅部，所述环状部的上表面与所述主体部接触，所述环状部的下表面与所述宽幅部接触。4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述环状部在俯视观察时为圆形。5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述环状部的外径大于或等于所述主体部的宽度。6.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述环状部的外径大于所述宽幅部的外径。7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述筒状电极在所述主体部的侧面具有肋部，所述壳体将所述肋部覆盖。8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，在所述窄幅部的侧壁形成有螺纹槽，在所述环状部的内壁形成有螺纹槽，从而使所述窄幅部和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大宅大介，横田智司，
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