半导体单元制造技术

本发明专利技术提供了一种半导体单元，其包括：绝缘层；传导层，接合至绝缘层的一侧；半导体装置，安装在传导层上；冷却器，热耦合至绝缘层的另一侧；第一汇流排，具有接合至半导体装置或传导层的接合表面以及作为第一汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面；以及第二汇流排，具有接合至半导体装置或传导层的接合表面以及作为第二汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面。第二汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比大于第一汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比。第二汇流排的电阻低于第一汇流排的电阻。

【技术实现步骤摘要】
半导体单元
本专利技术涉及一种具有半导体装置的半导体单元，其中该半导体装置设置在形成在绝缘层之上的传导层上。
技术介绍
日本未审查专利申请公布第2006-202885号公开了可以例如用作电力转换器的半导体单元。该半导体单元具有作为半导体装置的IGBT (绝缘栅双极晶体管)和二极管。IGBT的集电极和二极管的底电极被焊接至用于释放IGBT和二极管产生的热并且还连接在IGBT与二极管之间的组件。IGBT的发射极和二极管的顶电极通过引线相连接。在激励半导体单元时，电流流过组件和引线，从而组件和引线发热。在这种情况下，辐射使得引线相比于旨在起到辐射器作用的组件而言被较少程度地冷却，这导致在组件与引线之间(即，在电流流过的两个不同传导构件之间)的冷却差别。本专利技术旨在提供一种具有使得能够减小电流流过的不同传导构件之间的冷却差别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:绝缘层；传导层，接合至绝缘层的一侧；半导体装置，安装在传导层上；冷却器，热耦合至绝缘层的另一侧；第一汇流排，具有接合至半导体装置或传导层的接合表面以及作为第一汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面；以及第二汇流排，具有接合至半导体装置或传导层的接合表面以及作为第二汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面。第二汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比大于第一汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比。第二汇流排的电阻低于第一汇流排的电阻。根据本专利技术的另一方面，一种半导体单元包括:绝缘层；传导层，接合至绝缘层的一侧；半导体装置，安装在传导层上；冷却器，热耦合至绝缘层的另一侧；第一汇流排，具有接合至半导体装置或传导层的接合表面以及作为第一汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面；以及第二汇流排，具有接合至半导体装置或传导层的接合表面以及作为第二汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面。第二汇流排的非接合表面的面积大于第一汇流排的非接合表面的面积。第二汇流排的电阻低于第一汇流排的电阻。根据以下结合附图所进行的描述，本专利技术的其他方面和优点将变得显而易见，其中附图作为示例示出了本专利技术的原理。【附图说明】图1是作为根据本专利技术的半导体单元的实施例的三相逆变器的分解透视图；图2是图1的逆变器的平面图；图3是沿图2的线II1-1II所得到的逆变器的截面图；图4是沿图2的线IV-1V所得到的逆变器的截面图；图5A是图1的逆变器的负汇流排的底视图；图5B是图1的逆变器的正汇流排的底视图；图6是图1的逆变器的电路图；以及图7是根据本专利技术的三相逆变器的另一实施例的截面图。【具体实施方式】以下将参照图1至图6描述作为根据本专利技术的半导体单元的一个实施例的三相逆变器。参照图1，一般以10表示的三相逆变器包括电路板20、安装在电路板20的一侧的六个半导体装置41、42、43、44、45和46、以及热耦合至电路板20的另一侧的冷却器11。应注意，在图1中所看到的上侧和下侧分别对应于逆变器10的上侧和下侧。电路板20包括矩形陶瓷基板21或绝缘层、以及每一个均接合至陶瓷基板21的顶表面的第一、第二、第三和第四金属板22、23、24和25。金属板22至25均由诸如招的传导材料制成。金属板22至25对应于本专利技术的传导层。第一、第二和第三金属板22、23和24布置在陶瓷基板21的纵向上。第四金属板25以及第一、第二和第三金属板22、23和24中的每一个布置在陶瓷基板21的横向上。在六个半导体装置41至46之中，三个半导体装置42、44、46分别安装在第一、第二和第三金属板22、23、24的顶表面上，并且剩余的三个半导体装置41、43、45安装在第四金属板25的顶表面上。参照示出了本实施例的逆变器10的电路图的图6，半导体装置41、42、43、44、45、46中的每一个均具有包括诸如Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的一个开关装置和一个二极管D的一个装置。开关装置Ql至Q6可由诸如IGBT (绝缘栅双极晶体管)或功率MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)的功率半导体装置提供。各个开关装置Ql至Q6的栅极和发射极设置在各个半导体装置41至46的顶表面上，并且各个开关装置Ql至Q6的集电极设置在各个半导体装置41至46的底表面上。各个二极管D的阳极设置在各个半导体装置41至46的顶表面上，并且各个二极管D的阴极设置在各个半导体装置41至46的底表面上。如图1和图2所示，逆变器10包括在平面图中具有矩形轮廓并且接合至各个金属板22、23、24的连接构件26、27、28。连接构件26的一个纵向端接合至第一金属板22的顶表面，并且其相对的纵向端接合至半导体装置41的顶表面上的栅极、发射极和阳极。连接构件27的一个纵向端接合至第二金属板23的顶表面，并且其相对的纵向端接合至半导体装置43的顶表面上的栅极、发射极和阳极。连接构件28的一个纵向端接合至第三金属板24的顶表面，并且其相对的纵向端接合至半导体装置45的顶表面上的栅极、发射极和阳极。设置在半导体装置42的底表面上的集电极和阴极电接合至第一金属板22。设置在半导体装置44的底表面上的集电极和阴极电接合至第二金属板23。设置在半导体装置46的底表面上的集电极和阴极电接合至第三金属板24。设置在各个半导体装置41、43、45的底表面上的集电极和阴极电接合至第四金属板25。逆变器10包括接合至各个半导体装置42、44、46的顶表面以电连接至电源(未示出)的负端子的负汇流排29。负汇流排29具有在平面图中具有矩形轮廓的基部30、以及在平面图中具有矩形轮廓且从基部30延伸的连接部31、32、33。具有相同配置的连接部31、32,33在基部30的纵向上彼此隔开并且在基部30的横向上延伸。连接部31接合至半导体装置42的顶表面上的栅极、发射极和阳极。连接部32接合至半导体装置44的顶表面上的栅极、发射极和阳极。连接部33接合至半导体装置46的顶表面上的栅极、发射极和阳极。负汇流排29将半导体装置42、44、46电连接至电源的负端子。开关装置Q1、Q3、Q5的在半导体装置41、43、45的底表面上的集电极通过第四金属板25和正汇流排34连接至电源的正端子。开关装置Q2、Q4、Q6的在半导体装置42、44、46的顶表面上的发射极通过负汇流排29连接至电源的负端子。如图2和图3所示，正汇流排34在平面图中具有矩形轮廓，并且接合至第四金属板25的顶表面以电连接至电源的正端子。正汇流排34将第四金属板25电连接至电源的正端子。正汇流排34和负汇流排29都是由诸如铜的相同传导材料制成的。如图3和图4所示，负汇流排29的基部30以与正汇流排34重叠的关系布置，如在其厚度方向上看到的那样。连接构件26、27、28以与负汇流排29的基部30和各个连接部31、32、33重叠的关系布置，如在其厚度方向上看到的那样。在陶瓷基板21的底表面上设置了应力减缓构件35。应力减缓构件35由诸如铝板的金属板制成，并且具有在其厚度方向上延伸穿过该应力减缓构件的多个孔35A。应力减缓构件35A介于陶瓷基板21和冷却器11之间并接合至陶瓷基板21和冷却器11。冷却器11中具有冷却剂流过的多个直通道11A。尽管图中未示出，但是冷却器11具有冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体单元，包括：绝缘层；传导层，接合至所述绝缘层的一侧；半导体装置，安装在所述传导层上；冷却器，热耦合至所述绝缘层的另一侧；第一汇流排，具有接合至所述半导体装置或所述传导层的接合表面以及作为所述第一汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面；以及第二汇流排，具有接合至所述半导体装置或所述传导层的接合表面以及作为所述第二汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面，所述第二汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比大于所述第一汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比，其特征在于，所述第二汇流排的电阻低于所述第一汇流排的电阻。

【技术特征摘要】
2012.08.03 JP 2012-1730231.一种半导体单元，包括: 绝缘层； 传导层，接合至所述绝缘层的一侧； 半导体装置，安装在所述传导层上； 冷却器，热耦合至所述绝缘层的另一侧； 第一汇流排，具有接合至所述半导体装置或所述传导层的接合表面以及作为所述第一汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面；以及 第二汇流排，具有接合至所述半导体装置或所述传导层的接合表面以及作为所述第二汇流排的除了接合表面外的部分的非接合表面，所述第二汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比大于所述第一汇流排的接合表面的面积与非接合表面的面积之比， 其特征在于，所述第二汇流排的电阻低于所述第一汇流排的电阻。2.根据权利要求1所述的半导体单元，其中，所述第二汇流排的电流路径的横截面面积大于所述第一汇流排的电流路径的横截面面积。3.根据权利要求1所述的半导体单元，其中...

【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：