半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置能够维持焊料厚度，在防止接触部件的接合强度的降低的同时，防止焊料向接触部件的中空孔的扩散。当使接触部件(17)配置于凹状的接合区(13a1)后固化焊料(19)时，在接合区(13a1)内维持焊料(19)的焊料厚度。因此，能够维持接触部件(17)与焊料(19)的接触面积，且能够维持将接触部件(17)与导电图案(13a)接合的焊料(19)的焊料厚度。另外，由于在接合区(13a1)内维持了适当的量的焊料(19)，所以不需要预先大量涂布焊料(19)的量。因此，能够抑制因将接触部件(17)接合到导电图案(13a)时的加热而带来的焊料(19)向接触部件(17)的中空孔(17b)的扩散。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
半导体装置包含例如IGBT(InsultedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等的半导体元件。这样的半导体装置例如用作电力变换装置。半导体装置具备绝缘板和在绝缘板的表面形成的具有导电图案的基板，在导电图案上配置有半导体元件以及外部连接端子，从外部连接端子施加的信号经由导电图案被输入到半导体元件。在将该外部连接端子安装于导电图案时，使用筒状的接触部件。外部连接端子被压入到介由焊料接合在导电图案上的接触部件，经由接触部件电连接到导电图案。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/148319号
技术实现思路
技术问题然而，在将基板的导电图案和接触部件接合的焊料的量(焊料厚度)少的情况下，接触部件相对于导电图案的接合强度降低。如果接触部件相对于导电图案的接合强度降低，则有可能导致半导体装置的可靠性的降低。在焊料的量多的情况下，由于将接触部件接合到导电图案时进行加热，产生焊料向接触部件的中空孔爬升。如果产生焊料向中空孔的爬升，则无法压入外部连接端子，有可能导致半导体装置的可靠性的降低。另外，焊料向基板上的不必要的区域扩散。因此，焊料向其他部件蔓延，可能导致半导体装置的可靠性的降低。本专利技术鉴于这样的点而完成，目的在于提供一种能够维持焊料厚度而防止接触部件的接合强度的降低，并且能够防止焊料向接触部件的中空孔爬升的半导体装置。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种半导体装置，其具有具备形成了凹状的接合区的导电图案和形成于上述导电图案的绝缘板的基板和在内部形成了筒状的中空孔的接触部件，上述接触部件的一个开口端部通过接合部件接合到上述接合区。专利技术效果根据公开的技术，防止焊料在基板上的扩散，抑制导电图案与接触部件的接合强度的降低。同时，能够抑制焊料向接触部件的中空孔爬升。因此，能够防止半导体装置的可靠性的降低。附图说明图1是第一实施方式的半导体装置的侧截面图。图2是表示第一实施方式的接触部件的图。图3是第一实施方式的半导体装置的接触部件的接合位置的侧截面图。图4是形成于第一实施方式的半导体装置的导电图案的接合区的俯视图。图5是表示第一实施方式的半导体装置的焊料的涂布方法的图。图6是表示第一实施方式的半导体装置的焊料的其它涂布方法的图。图7是表示第二实施方式的接触部件的图。图8是第二实施方式的半导体装置的接触部件的接合位置的侧截面图。图9是第三实施方式的半导体装置的接触部件的接合位置的侧截面图。图10是第四实施方式的半导体装置的接触部件的接合位置的侧截面图。图11是第五实施方式的半导体装置的接触部件的接合位置的侧截面图。符号说明10：半导体装置11：绝缘板12：金属板13a、13b、13c、13d、13e、13f、13：导电图案13a1、13d1、13f1、15a：接合区13a2：内壁部13a3：底面部14：基板15：半导体元件16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g、16：焊线17、27：接触部件17a：主体部17b：中空孔17b1、17b2：开口端部17c、17d：凸缘17c1、17c2、17c3、17d1、17d2：凸部17c4、17d4：侧端面17c5、17d5：底面部17c6、17d6：台阶部18：外部连接端子19、19a：焊料20：散热板21：壳体30、30a、30b：掩膜31、31a、31b：开口部具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。[第一实施方式]使用图1对第一实施方式的半导体装置进行说明。图1是第一实施方式的半导体装置的侧截面图。如图1所示，半导体装置10具有基板14、设置于基板14的表面的半导体元件15以及接触部件17、以及分别安装于接触部件17的外部连接端子18。应予说明，虽然在基板14上设置了多个半导体元件15，但图1中图示了其中一个半导体元件15。另外，在基板14的背面设置了散热板20。通过散热板20和壳体21来收纳基板14、半导体元件15、外部连接端子18等。其中，外部连接端子18的前端部从壳体21向外延伸。应予说明，正面是指，在半导体装置10上外部连接端子18的前端部从壳体21向外延伸的一侧的面。另外，背面是指，在半导体装置10上设置有散热板20的一侧的面。应予说明，以下，对于后述的导电图案13a、13b、13c、13d、13e、13f以及焊线16a、16b、16c、16d、16e、16f、16g，在没有分别进行区分的情况下，表示为导电图案13和焊线16。基板14具有绝缘板11、形成于绝缘板11的背面的金属板12、以及形成于绝缘板11的正面的导电图案13。绝缘板11由导热性优异的氧化铝、氮化铝、氮化硅等的高导热性的陶瓷构成。金属板12由导热性优异的铝、铁、银、铜、或者至少包含这些中的一种的合金等金属构成。导电图案13由导电性优异的铜或铜合金等的金属构成。作为具有这样的构成的基板14，例如可以使用DCB(DirectCopperBonding：陶瓷覆铜板)基板、AMB(ActiveMetalBlazed：活性金属钎焊)基板。基板14可以介由导电图案13a、13b、13c、13d、13e、13f、绝缘板11以及金属板12将在半导体元件15产生的热传导到散热板20侧。在一部分导电图案13a、13d、13f分别形成有接合接触部件17的凹状的接合区13a1、13d1、13f1。应予说明，在绝缘板11上形成有多个导电图案13，在图1中图示了导电图案13a、13b、13c、13d、13e、13f。导电图案13a、13d、13f的凹状的接合区13a1、13d1、13f1的截面形状具备相对于基板14的层叠方向垂直地构成的底面部和从底面部的外周边构成在导电图案13a、13d、13f的正面的内壁部。内壁部可以构成为相对于底面部为垂直，也可以为钝角或者锐角。凹状的接合区13a1、13d1、13f1的平面形状优选为圆形、或者四边形等多边形。例如，凹状的接合区13a1、13d1、13f1可以是圆柱形状、碗状。另外，在导电图案13a、13d、13f的凹状的接合区13a1、13d1、13f1的底面部可以具有凸部(突起部)。凸部(突起部)的截面形状可以构成为相对于凹状的接合区13a1、13d1、13f1的底面部为垂直，也可以为钝角或者锐角。凸部(突起部)的平面形状优选为圆形、或者四边形等的多边形。例如，凸状可以为半球状、圆锥、四角锥。并且，可以将各种形状的凹状的接合区13a1、13d1、13f1和各种形状的凸部(突起部)进行各种组合而使用。例如，在凹状的接合区13a1、13d1、13f1的内壁部为圆形，凸部(突起部)也为圆形的情况下，形成有圆环形状的凹部。通过这样形成接合区13a1、13d1、13f1，可得到导电图案13a、13d、13f与圆筒状的接触部件17之间的充分的接合强度。后面对接合区13a1、13d1、13f1的几个形状的详细内容进行描述。半导体元件15例如包含IGBT、功率MOSFET等开关元件。这样的半导体元件15例如在背面具备漏电极(或者集电极)作为主电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：基板，其具备形成有凹状的接合区的导电图案和形成有所述导电图案的绝缘板；以及接触部件，其在内部形成有筒状的中空孔，所述接触部件的一个开口端部通过接合部件接合到所述接合区。

【技术特征摘要】
2017.03.23 JP 2017-0568441.一种半导体装置，其特征在于，具有：基板，其具备形成有凹状的接合区的导电图案和形成有所述导电图案的绝缘板；以及接触部件，其在内部形成有筒状的中空孔，所述接触部件的一个开口端部通过接合部件接合到所述接合区。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述接触部件具有形成有所述中空孔的主体部和设置于所述主体部的两侧的开口端部中的至少所述一个开口端部的凸缘，所述凸缘与所述一个开口端部一起通过所述接合部件接合到所述接合区。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述接合区具有与所述基板的层叠方向垂直的底面部和相对于所述底面部垂直且沿着所述底面部的外周边形成的内壁部。4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐健志，丸山力宏，宫嵜启裕，
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