半导体单元制造技术

提供一种半导体单元。该半导体单元包括：基部，其具有布置第一绝缘层的表面；第二绝缘层，其与第一绝缘层间隔开，以在第一绝缘层和第二绝缘层之间形成区域，第二绝缘层被布置为平行于基部的布置第一绝缘层的表面；单个导电层，其被布置为跨过第一绝缘层和第二绝缘层；以及半导体器件，其结合到导电层。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供一种半导体单元。该半导体单元包括：基部，其具有布置第一绝缘层的表面；第二绝缘层，其与第一绝缘层间隔开，以在第一绝缘层和第二绝缘层之间形成区域，第二绝缘层被布置为平行于基部的布置第一绝缘层的表面；单个导电层，其被布置为跨过第一绝缘层和第二绝缘层；以及半导体器件，其结合到导电层。【专利说明】半导体单元
本专利技术涉及一种具有结合到导电层的半导体器件的半导体单元。
技术介绍
日本未经审查专利申请2011-243916号公报公开了这样的半导体单元:在该半导体单元中，绝缘层在其上表面上具有间隔开的第一导电层和第二导电层。半导体器件被结合到第一导电层，并且电极端子被结合到第二导电层。第一导电层与第二导电层通过导线连接。存在减少作用在上面结构的半导体单元中的绝缘层上的热应力的需求。本专利技术致力于提供具有能够减小绝缘层上的热应力的结构的半导体单元。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，一种半导体单元包括:基部，其具有布置第一绝缘层的表面；第二绝缘层，其与第一绝缘层间隔开，以在第一绝缘层和第二绝缘层之间形成区域，第二绝缘层被布置为平行于基部的布置第一绝缘层的表面；单个导电层，其被布置为跨过第一绝缘层和第二绝缘层；以及半导体器件，其结合到导电层。根据结合附图的以下描述，本专利技术的其它方面和优点将变得更明显，附图以本专利技术的原理的示例的形式示出。【专利附图】【附图说明】 图1是根据本专利技术实施例的半导体单元的示意性全视图；图2是沿着图1的I1-1I线的剖视图；以及图3是根据本专利技术的半导体单元的另一个实施例的剖视图。【具体实施方式】下面将参照附图来描述根据本专利技术的半导体单元的一个实施例。参照图1，本实施例的由10整体指定的半导体单元包括:电路板11和安装在电路板11上的两个半导体器件21和22。请注意:如在图1中所示的半导体单元10的上侧和下侧分别与该半导体单元10的上侧和下侧相对应。电路板11包括:第一陶瓷衬底12或第一绝缘层；第二陶瓷衬底13或第二绝缘层；以及结合到各自第一陶瓷衬底12的上表面和第二陶瓷衬底13的上表面的单个金属板14或导电层。参照图2，第一应力消除构件15和第二应力消除构件16被分别设置在第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13之下。应力消除构件15和应力消除构件16在其上表面处被焊接(例如，硬钎焊)到第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13，并且在其下表面处被焊接(例如，硬钎焊)到散热器23，散热器23在平面图中具有矩形轮廓。第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13被设置在散热器23的上表面之上，并且在陶瓷衬底和散热器之间放置了第一应力消除构件15和第二应力消除构件16。在本实施例中，散热器23对应于本专利技术的热辐射构件，并且也对应于本专利技术的放置第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13的基部。第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13位于与散热器23的上表面平行的同一平面中。第二陶瓷衬底13被放置成平行于设置第一陶瓷衬底12的表面。第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13沿着散热器23的纵向彼此间隔开，以由此在它们之间形成区域17。第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13由例如氮化铝、氧化铝或者氮化硅制成。第一应力消除构件15和第二应力消除构件16例如由以99.99wt%或更高纯度的铝(或者4N-A1)制成的金属板设置。第一应力消除构件15和第二应力消除构件16分别具有沿着其厚度的方向贯穿而形成的多个孔15A和多个孔16A。散热器23在其中具有流经冷冻液的多个直通道23A。虽然在附图中未示出，但是散热器23具有冷冻液经过其流入到通道23A的入口和流出通道23A的出口。在第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13的上表面上的金属板14在平面图中具有矩形轮廓，并且由导电金属诸如铝或铜制成。金属板14在其下表面处被焊接(例如，硬钎焊)至第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13。金属板14被放置成跨过第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13。也就是说，单个金属板14被第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13共享，并且在第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13之间进行连接。金属板14在其纵向的中间部分处具有沿着金属板14的厚度方向的弯曲部分14A。弯曲部分14A被形成于金属板14的整个横向长度上。弯曲部分14A的位置面向区域17，区域17是当金属板14被适当地焊接(例如，硬钎焊)至第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13时在第一陶瓷衬底12与第二陶瓷衬底13之间所限定的区域。弯曲部分14A的方向是向上远离区域17，以由此形成金属板14中的凹部14D。弯曲部分14A被以这种方式形成:弯曲部分14A没有任何部分与第一陶瓷衬底12的在第一陶瓷衬底12的上表面与其面向第二陶瓷衬底13的端表面之间的第一拐角12A接触，并且弯曲部分14A没有任何部分与第二陶瓷衬底13的在第二陶瓷衬底13的上表面与其面向第一陶瓷衬底12的端表面之间的第二拐角13A接触。具体地，弯曲部分14A在远离第一拐角12A的位置处从第一陶瓷衬底12延伸，并且也在远离第二拐角13A的位置处从第二陶瓷衬底13延伸，使得弯曲部分14A离开第一拐角12A和第二拐角13A而延伸。金属板14具有沿着金属板14的厚度的方向贯穿弯曲部分14A而形成的孔14B。半导体器件21和22通过焊料H结合到金属板14的上表面，该半导体器件21和22例如是诸如绝缘栅双极晶体管或者场效应晶体管的功率半导体器件。半导体器件21和22分别在第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13的上方的位置处结合到金属板14的上表面。在半导体单元10中，用模制树脂18对部分的散热器23和在散热器23上安装的元件进行模制。具体地，模制树脂18覆盖散热器23的上表面，并且也覆盖半导体器件21和22、金属板14、第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13以及第一应力消除构件15和第二应力消除构件16。模制树脂18填充第一陶瓷衬底12与第二陶瓷衬底13之间的区域17，并且也填充金属板14的弯曲部分14A中的孔14B。下面将描述对本实施例的半导体单元10的操作。半导体单元10可以被用作安装在车辆中的、将电池的直流电转换成交流电来驱动交通工具的行进马达的逆变器。在操作中由半导体器件21和22产生的热被经由金属板14、第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13以及第一应力消除构件15和第二应力消除构件16传递到散热器23。在此情况下，金属板14不仅被半导体器件21和22的热所加热，也被流经金属板14的电流所产生的焦耳热所加热，然后金属板14热膨胀。虽然金属板14的这种热膨胀引起第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13的变形，但是本实施例中针对单个金属板14而分开提供第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13，限制了第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13的变形。第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13的任何变形可能导致第一陶瓷衬底12和第二陶瓷衬底13以这种方式偏移:第一陶瓷衬底12的第一拐角12A和第二陶瓷衬底13的第二拐角13A沿着如图2中的箭头Y所示的方向朝向金属板14移动。然而，由于弯曲部分14A，所以没有使金属板14的任何部分接触到第一拐角12A和第二拐角13A。弯曲部分14A用作防止金属板14与第一陶瓷衬底12的第一拐角12A和第二陶瓷衬底13的第二拐角13A之间发生接触的防护部(relief)。本实施例的半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体单元，包括：基部，其具有布置第一绝缘层的表面；第二绝缘层，其与所述第一绝缘层间隔开，以在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间形成区域，所述第二绝缘层被布置为平行于所述基部的布置所述第一绝缘层的表面；单个导电层，其被布置为跨过所述第一绝缘层和所述第二绝缘层；以及半导体器件，其结合到所述导电层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西槙介，森昌吾，音部优里，加藤直毅，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：