半导体模块制造技术

本实用新型专利技术提供兼具高散热性、和下垫板与散热板之间的高绝缘性的半导体模块。在塑模层(60)的下面侧形成有凹部。下垫板(30)等的下面露出到该凹部的底面中。另外，在该底面中，在邻接的下垫板之间，构成比构成下垫板的下面的平面还要突出到下侧的凸部(61)。4个凸部(61)的顶部是以构成同一平面的方式构成的。在塑模层(60)的下面侧的上述凹部中，通过绝缘层(70)接合有散热板(80)。散热板(80)的上面被4个凸部(61)的顶部支撑，散热板(80)与下垫板(10、20、30、40、50)之间的间隔是由凸部(61)决定的。其空隙被绝缘层(70)填充。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及如下所述的半导体模块的构造，该半导体模块具有在塑模层中封装了在下垫板上搭载半导体芯片的构造的结构。
技术介绍
在使用半导体芯片时，多使用如下所述结构的半导体模块在由绝缘性高的树脂材料构成的塑模层中，封装了在由金属构成的下垫板上搭载半导体芯片的构造的结构。塑模层是为了提高半导体芯片的机械保护和耐湿性、提高可信度而使用的。成为构成半导体芯片的输入输出端子的引线从该塑模层中突出的形状，将该引线弯曲而焊接固定在印刷基板等上来使用。 在半导体芯片上流过大电流而工作的功率半导体模块中，特别重要的是使半导体芯片高效地进行散热。由于下垫板一般很厚且由热导率高的金属板(钢板等)构成，因此半导体芯片发出的热会传递到该下垫板。但是，由于构成塑模层的树脂材料的热导率一般很低，因此使用用于提高散热效率的各种结构。专利文件I中记载了，具有在塑模层上设置了开ロ部以使下垫板露出的结构的半导体模块。在该构造中，虽然散热效率提高，但是水分等容易从外部侵入到下垫板、或半导体芯片。因此，在特别是搭载了功率半导体芯片时，容易产生由水分等引起的耐压的劣化等。因此，可信度劣化。因此，在专利文献I中还记载了如下所述的内容在该开ロ部中，在下垫板上接合散热板而挡住该开ロ。另外，在专利文件2中记载了具有在与专利文献I相同的构造中，使用高热导性粘接剂将散热板接合在下垫板上的结构的半导体模块。此时，在这些接合部分上形成凹凸而提高散热效率。在将该半导体模块搭载在印刷基板等上之后，能够在该散热板上进ー步接合其他的散热板而进ー步提高散热效率。使用这样的技木，能够得到具有高散热效率的半导体模块。专利文献I日本实开昭62-131449号公报专利文献2日本特开平06-005737号公报例如，在単一的半导体模块中使用多个下垫板，在每个下垫板上设置半导体芯片的情况也很多。在这种情况下，可知为了提高散热效率优选使用I张大小的散热板。另ー方面，还需要将下垫板彼此之间的绝缘性(绝缘耐压)保持得高。但是，由于散热板与下垫板同样由热导率高的铜等构成，因此其电导率也高。因此，在下垫板和散热板接近时，虽然散热效果高，但是下垫板彼此的绝缘性下降。此时，在记载于专利文献2等中的构造中，该绝缘是通过粘接剂来实现的。但是，由于粘接剂的厚度一般不均匀，因此很难稳定地确保绝缘性。即、很难得到兼具高散热性、和下垫板与散热板之间的高绝缘性的半导体模块。
技术实现思路
本技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，提供解决上述问题点的技术。本技术为了解决上述问题而具有如下所述的结构。本技术的半导体模块，其构成为在塑模层中封装了在下垫板的上面搭载芯片而成的结构，该半导体模块的特征在于，在所述塑模层的所述下垫板的下面侧形成有凹部，在该凹部中，露出有所述下垫板的下面，且具有设置了多个凸部的底面，该多个凸部各自的顶部构成的平面相比于所述下垫板的下面位于下侧，在该凹部中，通过绝缘层嵌入有散热板。 本技术的半导体模块，其特征在于，使用多个下垫板，所述塑模层以在所述凹部的底面中露出有所述多个下垫板的下面的方式构成，所述凸部形成于邻接的所述下垫板之间。本技术的半导体模块，其特征在于，在所述塑模层的所述下垫板的上面侧形成有第2凹部，在该第2凹部中通过第2绝缘层嵌入有第2散热板。技术效果由于本技术具有如上所述的结构，因此能够得到兼具高散热性、和下垫板与散热板之间的高绝缘性的半导体模块。附图说明图I的(a)是本技术的实施方式的半导体模块的俯视图，(b)是其A-A方向的剖视图，(C)是仰视图。图2是本技术的实施方式的半导体模块的B-B方向的剖视图。图3的(a)是示出在本技术的实施方式的半导体模块的制造方法中使用的引线框架的形状的仰视图，(b)是其C-C方向的剖视图，(c)是其D-D方向的剖视图。图4的(a)是示出刚进行了本技术的实施方式的半导体模块的制造方法中的芯片搭载工序之后的形状的仰视图，(b)、(c)是其剖视图。图5的(a)是示出刚进行了本技术的实施方式的半导体模块的制造方法中的塑模层形成工序之后的形状的仰视图，(b)、(C)是其剖视图。图6的(a)是示出刚进行了本技术的实施方式的半导体模块的制造方法中的散热板接合工序之后的形状的仰视图，(b)、(C)是其剖视图。图7的(a)、(b)是示出散热板接合工序的详细的剖视图。图8的(a)是示出在制造本技术的实施方式的半导体模块的变形例时的塑模层形成步骤中的形状的剖视图，(b)是示出散热板接合工序中的形状的剖视图。符号说明10、20、30、40、50 :下垫板；30a ■ 第I下垫板(下垫板)；30b :第2下垫板(下垫板)；31a 31c :芯片;32 35 :引线；36 :接合线；60 :塑模层；61 :凸部；70 :绝缘层；71 :第2绝缘层(绝缘层);80 :散热板；81 :第2散热板(散热板)；90 :凹部；91 :第2凹部(凹部)；100 :半导体模块。具体实施方式以下，对本技术的实施方式的半导体模块、及其制造方法进行说明。在该半导体模块中，在塑模层中设置有多个在下垫板上搭载有芯片的构造。而且，为了提高对来自该芯片的热进行散热的效率，对该构造接合了散热板。此处，虽然散热板和下垫板都由热导率及电导率高的金属构成，但是确保了散热板与下垫板或下垫板上的芯片之间的绝缘性。图I的(a)是示出该半导体模块100的结构的俯视图，(b)是其A-A方向的剖视图，(c)是仰视图。另外，图2是其B-B方向的剖视图。在该半导体模块100中，使用5个下垫板10、20、30、40、50，在这些下垫板之上搭载有芯片。下垫板10、20、30、40、50的下面(图I (C)中的下侧的面)形成同一平面。由于各下垫板之上的结构相同，因此关于下垫板之上的结构，以下仅对中央的下垫板30进行说明。下垫板30被分割为第I下垫板30a、第2下垫板30b。在第I下垫板30a上搭载有芯片31a、芯片31b，在第2下垫板30b上搭载有芯片31c。另外，在下垫板30的图I (a)、(c)中的上下方向上各形成有2根引线32 35。虽然引线32与第I下垫板30a成为一体化，但是引线33与邻接的第I下垫板30a电分离。同样地，虽然引线35与第2下垫板30b成为一体化，但是引线34与邻接的第2下垫板30b电分离。另外，如后所述，所有的下垫板、引线是在制造该半导体模块100时通过在被一体化的状态下对金属板(例如铜板)进行加工而形成，之后通过切断而成为图I的形状。芯片31a 31c之间、或者芯片31b与引线33之间、芯片31c与引线34之间，是通过接合线36来连接的。由此，构成使用了芯片31a 31c的电路，作为该电路的输入输出端子使用引线32 35。另外，该结构在其他的下垫板10、20、40、50中也相同，邻接的下垫板之间、或者邻接的下垫板之上的芯片之间，也能够通过接合线36来连接。另外，在图I中省略了接合线36的记载。对于芯片31a、31b、31c，作为构成电源电路的半导体芯片，分别使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、FRD (Fast Recovery Diode)、控制用 1C。这些芯片通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，其构成为在塑模层中封装有在下垫板的上面搭载芯片而成的结构，该半导体模块的特征在于，在所述塑模层的所述下垫板的下面侧形成有凹部，在该凹部中，露出所述下垫板的下面，且该凹部具有设置了多个凸部的底面，该多个凸部各自的顶部构成的平面相比于所述下垫板的下面位于下侧，在该凹部中，通过绝缘层嵌入有散热板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小泽胜，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：实用新型
国别省市：